מחשבים, אחסון, ו..עכבר בחלום

בימים ובשבועות האחרונים אני עושה מחקר קטן עבורי על מנת לבנות מחדש את ה-LAB אצלי בבית. אני מעוניין לרכוש מספר מחשבים נוספים, לשדרג חלק מהקיימים, לבנות Storage נחמד, אולי להכניס Infiniband, אולי גם להכניס מתגים מנוהלים. מה לעשות, כפרילאנסר, אם אתה לא משדרג כל הזמן את הידע שלך, אתה נשאר מאחור, וההכנסות – בהתאם.

בסופ”ש האחרון הייתי אצל הוריי בצפת (העיר שהפרנסה המרכזית שלה היא מהמתים) ומכיוון שהוריי דתיים, אין מחשבים ואין לאן לצאת (והשקט שם מוחלט בשבת), התחלתי לחשוב על ה…מוח שלנו. איך הוא בעצם מאחסן דברים בהשוואה לאיך שמאוחסן תוכן במחשבים.

במוצ”ש לפנות בוקר, מרוב כל המחשבות, חלמתי חלום מוזר ובחלום אני בעצם עכבר (כן, אתם יכולים לצחוק, במיוחד מהפירוש, לפי חרטטנות קבלית). בחלום לא ראיתי את עצמי נהפך לעכבר ולא ראיתי את עצמי מבחוץ, ראיתי בעצם את עצמי כעכבר שמסתכל החוצה. אחד הדברים שהצלחתי להבין שם זה שמה שמוביל את העכבר זו הסקרנות וצורת הלימוד הדי מהירה שיש לו, הקלט עצמו מהחושים שלו (עיניים, ריח וכו’) היא מאוד מהירה והם זוכרים די טוב. מצאתי וידאו שמדגים איזה זכרון מדהים יש לעכבר, אתם מוזמנים לצפות:

מעכברים, נעבור אלינו, אל בני האדם ואל מוחנו.

למי שמעוניין, ערך הוויקיפדיה על זכרון ועל המוח נותנים ידע בסיסי די מעניין שאני לא מחפש להיכנס אליו, לסוגי הזכרון וכו’. אני מעוניין לדבר על מה המוח זוכר, בהשוואה למחשבים.

נתחיל במשהו פשוט: הנה תמונה שצילמתי היום. לחצו על הלינק, תסתכלו כמה שניות ותסגרו אותו (זה יפתח בחוצץ נפרד). חשוב שתסגרו אותו. אני אדבר על התמונה בהמשך הפוסט הזה.

מבחינת זכרון, המוח שלנו גרוע מאוד באחסון נתונים בהשוואה לכל אמצעי אחסון נתונים דיגיטלי. באחסון דיגיטלי (דיסק קשיח, כרטיס SD, דיסק אופטי וכו’) הנתונים שאני מאחסן ישארו בדיוק כמו שהם (כל עוד האמצעי תקין כמובן) שזה דבר טוב יותר מבהשוואה למוח שלנו שזוכר דברים בצורה אחרת.

איך המוח שלנו זוכר דברים? לא כביטים ובייטים, אלא יותר כ-וקטורים עם טקסטורות מפורטות. הדוגמא הכי קרובה מבחינת מחשבים שאפשר להסביר את זה היא לדוגמא פורמט תמונות מצוירות SVG. קחו לדוגמא את הלוויתן בהדגמה של מוזילה בדף הזה. לא חשוב מה יהיה גודל הלוייתן, הגרפיקה תישאר חלקה. המוח שלנו כמובן זוכר לוייתן בצורה הרבה הרבה יותר מפורטת.

זוכרים את התמונה ששמתי לינק אליה מקודם? מה אתם זוכרים מהתמונה? סביר להניח שאתם זוכרים בניין גבוה מעוגל, 2 פנסי רחוב, שיחים ירוקים ורכבים וכנראה תזכרו גם שיש בתים ובניינים שנמצאים במרחק.

מה הדבר הכי דומיננטי שיש בתמונה? חלק יאמרו שהבניין הגדול המעוגל וחלק יאמרו שהתמרור אין-כניסה שנמצא במרכז התמונה, אבל האם תזכרו לדוגמא כמה מכוניות יש בתמונה? מה הצבע שיש לרוב המכוניות בתמונה? סביר להניח שאת הפרטים האלו לא תזכרו.

מדוע? כי המוח שלנו לא זוכר תמונה כמו שמחשב זוכר תמונה. המוח שלנו עובד בצורה יותר מתוחכמת, הוא מפרק את התמונה לחלקים וזוכר בעצם רק חלק מהפרטים, את מה שעניין אותנו באותו רגע שצפינו בה. אולי תזכרו יותר מאוחר את התמונה אך אולי לא תזכרו את פחי האשפה שיש בתמונה כי זה לא עניין אתכם. המוח לקח את התמונה, הפך אותה לבלוקים שאותם הוא זוכר (לטווח הקצר או לטווח הארוך, כל אחד ומוחו).

בצעו נסיון פשוט: עצמו את העיניים, דמיינו דף חלק ודמיינו שאותו בניין ואותם פנסים נמצאים על הדף. עכשיו שימו את אותם פנסים מ-2 צידי הדף. הוסיפו עצי אקליפטוס גבוהים. עכשיו “הפעילו” את הפנסים ודמיינו שהדף הלבן נהיה שחור כמו הלילה, הדליקו אורות בתוך אותו בניין עגול. עכשיו תבצעו zoom in לבניין. תוסיפו כמה רכבים ליד, ועכשיו תבצעו motion לתמונה שהמכוניות יזוזו והעלים יזוזו בעצים.

הצלחתם? סביר להניח שהצלחתם. כמה זמן זה לקח לכם? שניות ספורות. אני לא נתתי לכם גירסת zoom לבניין, לא נתתי תמונות של עצי אקליפטוס והתמונה צולמה בכלל ביום, ובכל זאת אין לכם שום פיקסליזציה באותו דף, התמונה והתנועה חלקה לחלוטין ואתם יכולים בדמיון אפילו להוסיף צלילים. המוח שלנו הוא Media Processor הכי טוב שיש. אם ננסה לעשות את אותו דבר במחשב, נצטרך כמה שעות של עבודה טובה וגם זה יהיה מוגבל.

נסו להיזכר בחלום שחלמתם לאחרנה.גם שם  אין פיקסליזציה בחלום, הכל חלק, אין פריימים שנופלים, האודיו מסונכרן לחלוטין ואין שום עיוות קול כתוצאה מדחיסה. חלום, בסופו של דבר זה סרט שהמוח שלנו יוצר והמוח דוחף פריימים לתודעה שלנו במהירות שיא (ועוד לא דיברנו על דברים נוספים שהמוח משדר בעת החלום כמו הרגשות וכו’) – חלום יכול להימשך מספר שניות עד מספר דקות, ובד”כ החולם ירגיש שהחלום עצמו נמשך הרבה יותר זמן.

בשנה שעברה, מחלקת המחקר של גוגל בנתה “רשת נוירונים” שהיתה מורכבת מ-16,000 מחשבים. המטרה? לגרום ל”מוח” הזה להכיר חתולים בקליפים ביוטיוב. כמה זמן יקח למוח שלנו לזהות חתול בכל תמונה או וידאו שתיתנו לו? פחות מעשירית שניה. הוא יודע לא רק לזהות חתול, הוא יודע גם לזהות את ה”אחים” שלו ולהבדיל בין חתול ג’ינג’י שצולם מקרוב לבין פומה.

אם אנו רוצים לבצע סימולציה מוחית, אנחנו צריכים לעבור לאובייקטים מורכבים מאוד ולשייך אותם למשפחות. זה חתול והמאפיינים שלו זה XYZ אבל הפומה היא דבר קרוב לחתול והמאפיינים שלה הם ABC. הצבע הוא פחות חשוב, אבל האוזניים, הזנב, צורת הפרצוף ופרווה – מרכיבים בעצם חתול ממוצע. זה האובייקט, ואת זה תחפש.

בתחום האובייקטים הללו יש התפתחות מכיוון קונסולות המשחקים האחרונות ומכיוון אולפני האנימציה, אנחנו יודעים ליצור משהו שנראה כמו הדבר האמיתי. את אותו מושא ציור אנחנו מגדירים למחשב כאובייקט לא סטטי (כלומר יכולים לחול עליו שינויים כמו חתול בלילה, חתול שחציו מכוסה בשמיכה) – וברגע שנדע ללמד את המחשב שזהו משהו שהוא צריך להתייחס אליו כך, אז השאר יהיה כמו חיפוש חלקים ב-לגו או פאזל (רק תלת מימדי והרבה יותר מורכב).

הבעיה המהותית עדיין היא שדברים כאלו לוקחים המון משאבים, וכל עוד אנחנו משתמשים בביטים ובייטים לתאר את הדברים (ולא בצורה וקטורית עם טקסטורות מאוד עשירות) – נצטרך משאבי עתק. דרושה חשיבה אחרת לגמרי איך לעשות זאת.

ועוד לא דיברתי על אחד החלקים הכי קריטיים במוח, הקטע של “להרגיש”. יש סנסורים וכאן יש פיתוח חדש של כמה מדענים בשוויצריה, שיצרו חתיכת סיליקון בגודל 2 מילימטר על 2 מילימטר עם לא פחות מ-11,000 אלקטרודות ש”מרגישות”.

לסיכום: יש לנו עוד דרך ארוכה לבצע סימולציה מלאה אפילו של עכבר, אבל המדע מתקדם. יש לנו כיום כבר את החלק של ליצור מבחינה גרפית ואודיו חלקים מהמציאות, ועכשיו אנחנו צריכים לדעת איך להפוך דברים כאלו שלא יצטרכו מחשבים רבים – למשהו קטן, כמו שהמוח שלנו זוכר. ברגע שנצליח, דברים מדהימים יכולים לקרות.

Comments

comments