Computer-Architekturen nach dem Vorbild des Gehirns

Die Wissenschaftler wollen eine “neuromorphe Forschungsanlage” entwickeln, aufbauen und betreiben. Als neuromorph werden Systeme bezeichnet, die auf den elektronischen Modellen neuronaler Schaltkreise basieren. In ihrem Aufbau orientieren sich neuromorphe Systeme an neurobiologischen Strukturen des Nervensystems und funktionieren daher anders als numerische Simulationen auf konventionellen Hochleistungscomputern.

“Neuromorphe Systeme sollten wichtige Eigenschaften des Gehirns aufweisen: Fehlertoleranz, Lernfähigkeit und einen sehr geringen Energieverbrauch”, erläutert Projektkoordinator Professor Dr. Karlheinz Meier vom Kirchhoff-Institut für Physik der Universität Heidelberg.

Die neuromorphe Forschungsanlage soll demnach mehr als eine Million elektronische und biologisch inspirierte Neuronen mit fast einer Milliarde lernfähiger Synapsen zu beliebigen Architekturen zusammenfügen. Das System soll etwa 10.000 Mal schneller laufen als das biologische Vorbild und der Erforschung möglicher Netzwerkarchitekturen dienen. Ein Nutzerzugang über das Internet ist geplant.

Das BrainScaleS-Vorhaben baut auf dem 2010 abgeschlossenen und ebenfalls von Meier koordinierten Projekt ‘Fast Analog Computing with Emergent Transient States’ (Facets) auf. Heidelberg übernimmt im BrainScaleS-Projekt die führende Rolle beim Entwurf, Aufbau und Betrieb der neuromorphen Forschungsanlage. Die Europäische Kommission fördert das Projekt in den Jahren 2011 bis 2014 mit insgesamt 8,5 Millionen Euro – davon gehen 2 Millionen Euro nach Heidelberg.