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フォン・ノイマンは、ヒトの脳をコンピュータで実現するためには、ナイアガラの滝の水力発電量と、エンパイアステートビルの大きさのコンピュータが必要だといったそうですが、それは1948年のことです。現代のマイクロチップ技術からすると、ヒトの脳の神経細胞、シナプス接続は、どれくらいの体積ならびに電力で実現されると考えられているのでしょうか。具体的な計算式を示しているHPをご紹介ください。あるいは、ご自身で数字を示してください。

●質問者: ShinRai
●カテゴリ:コンピュータ 科学・統計資料
✍キーワード:1948年 Hp エンパイアステートビル コンピュータ シナプス
○ 状態 :終了
└ 回答数 : 4/4件

▽最新の回答へ

1 ● TREEG
●27ポイント

ヒトの脳は、1秒間に10^14?10^16cps(100?10,000TFLOPS※1)で動作、

容量は、10^13bit?10^18bit(1.14TB?111PB)程度。

これを前提にすると、

.

脳の処理速度は、2005年に完成した、IBMのBlueGene/Lで、360*10^12cps(360TFLOPS※1)。64ラック構成のため、面積だと、240平方メートル。3台でおよそ1TFLOPSでると予想できます。ただ、2010年現在、※4より、今ですと、同じサイズでも3.3倍の性能に出来そうですので、

1,000TFLOPSだと、240立方米(感覚的には10m×24m×2m、新幹線のぞみより2割くらい小さい程度※5)、

10,000TFLOPSと仮定すると、10倍して、2,400立方米(感覚的には30m×40m×2m、新幹線のぞみ8両分※5)でしょうかね。

.

消費電力は、

1,000TFLOPSで5184KW※6、の場合、風車3台※7

10,000TFLOPSと仮定しても26台程度※7で済みそうですね。

.

記憶容積は、1.14TBだと32GBのmicroSD換算(2009年)で、36枚程度。高さにして3センチちょっと。体積だと、5.8ml、1センチ角のサイコロ6つ分程度。

111PBだと3,637,248枚必要。体積だと、 600L程度。きっちり詰めれば200Lの浴槽や一般的なドラム缶3杯分。

ただ、年々進歩していますので、頑張ればこの半分くらいで済むかもしれません。

.

以上、グーグルの単位変換と手計算でしていますので、間違っているかもしれません。

引用元も書いていますので、気になる点は適宜修正して計算してみてください。

.

.

.

※1 CPSをTFLOPSに置き換えています。やや自信なし。

ポスト・ヒューマン著レイ・カールツワイルという本から引用です。

.

※2 BlueGene 1ラックの大きさは、3.75平米

http://www.google.co.jp/search?hl=ja&client=firefox-a&hs=ZAs&rls...

.

※3 BlueGene/Lは64ラック

http://www-06.ibm.com/jp/provision/no48/pdf/48_article2.pdf

.

※4 勝手に、その当時と、今のCPU差を比較してみた。その結果、ここ5年でCPUは3.3倍程度早くなったようです。

2005年頃最速

Pentium4 Extreme Edition 3.46GHzGallatin Northwood換算値3800

2010年頃最速

Core i7 975 Extreme Edition (3.33GHz)Bloomfield Northwood換算値12700

http://maximums.gatt.nobody.jp/cpu.html

.

※5 新幹線のぞみの中間車両は304立方米

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%96%B0%E5%B9%B9%E7%B7%9A300%E7%B...

.

※6 64ラックなので1728KW、3台分で、5184KW

http://homepage2.nifty.com/mukyu/g-sys/inw3/2_inw_0512060.html

.

※7 風力>郡山布引高原風力発電所が66,000KW・風車数でいうと33台です。

http://www.jpower.co.jp/news_release/news070131.html

.

◎質問者からの返答

ありがとうございます。細かなところは確かめていませんが、いずれにしても、まだまだコンピュータはヒトの脳に追いついていないということですね。


2 ● うるるん
●27ポイント

レイ・カールツワイルの『ポスト・ヒューマン誕生―コンピュータが人類の知性を超えるとき』は物凄く分厚くて高価なのですが、http://www.csij.org/members/20070809/csij-journal-008-009-wada.p...などに解説がありますね。

同書にもありますが、人の脳の演算速度と同等になるのは2020年、同書で言われる次世代型人類であるところのポストヒューマンに私達がなるのは2040年代である、という事なのですが、経済の加速度や政情などの外部的要因は別にしたとしても『2001年宇宙への旅』に描かれた未来-旅客機レベルのスペースシャトルをパンアメリカン航空が運行し、ヒルトンホテルのあるスペースコロニーに到着したり、IBMが人口知能を開発し、木星への有人探索宇宙船に搭載される-が何一つ実現していないことからも計算処理能力が仮に陵駕したとしても、果たして「それ」が私達人類と同様に「知能」を持つのかはわかりません。

『ポスト・ヒューマン誕生―コンピュータが人類の知性を超えるとき』には石が知能を持つのか、という一節があるのですけれど、コンピュータが知能を持ちうるか、というのはまさに「石が意志を持つ可能性」というダジャレのような疑問に立ち向かう事なのではないか、と思います。

計算処理速度はともかくとして、現在ウェブを使って世界中のコンピュータが繋がり、情報を交換しあっています。その情報処理・交換・共有速度は人類が今まで持ち得なかったものでありますが、ではそのような情報が「流れて」いるからといってウェブ自体が知能を持ったとか人格を持ったとかいう話は聞かないですね。もっとも私達が認識していないだけで何処かではもう確認されているのかもしれませんけれどwww

私は、ある種の動物-少なくとも鳴き声などを使ってコミュニケーションをおこなっているような-には知能が宿っていたり、自我のようなものも存在しているのではないか、と思っています。では彼らと私達人類では「何」が違うかというと「作り出す」事が出来るかどうか、なのではないか、と思うのですね。

電算処理速度、情報交換速度においてコンピュータは(単体かどうかはともかくとして)私達が個人で所有しうる処理速度に近いか、あるいはある面をもってすれば陵駕しているともいえます。ですがそうした事実をして、コンピュータが私達同様に思考をし、あるいは自我が芽生えたり、ものを作り出す存在になりうるのかは、現時点においては「わからない」としか言いようがないように思います。

◎質問者からの返答

いろいろと考えて思うのですが、人の演算処理速度はそんなに早くない。それが複雑な思考ができるのは、並列処理ができるから。

コンピュータも速度ではなく、センサーの素子数を増やし、抑制と亢進の両方のデータを多重化して送ってきて処理するアルゴリズムを考えたらよいのではないかなと思うのですが、いかがでしょうか。

だんだん、速度だけで比較することそれ自体が間違っているような気がしてきました


3 ● ey272
●26ポイント

現在の人工知能が日の目を見ないのは、必要ではないからだと思っております。

おそらく、人と同じような思考回路は、10PFLOPSも必要ではないのでは?(脳神経が冗長的になっていると仮定して)

100TFLOPS程度で実現可能だとしても、どんなニーズがあるか微妙です。

アシモが少し賢くなったくらいで、1体1000万円で買う人がいるかどうか・・・

人間が世界の主体であるのは、生きる動機があるからだと思います。

私が人工知能は致命的だと思うのは、動機がないコンピュータは、いつまでたってもただのツールだから。

それに動機があるコンピュータなんてみんな欲しくありません。

アイボだってビジネスにならなかった。。。

強いニーズがあるところにビジネスができ、お金が集まる、そうすると技術、アルゴリズムも発展していく。

そのようなニーズが人工知能にはないのです。

もちろん現時点での投資対効果も乏しい。うーん。

まぁでも考え続ければ良いアイデアが浮かぶかもしれません!

http://d.hatena.ne.jp/ey272/

直接の回答ではないので、ポイント不要です。

◎質問者からの返答

コメントありがとうございました

生命ではないから生きる動機がないのですね。

そして、生きる動機をもたれたら困る。

そのディレンマを乗り越えることが人工知能に求められているのでしょうね


4 ● pyopyopyo
●10ポイント

今の方法では、いくら大きなコンピュータを用意しても、原理的にヒトの脳を実現することはできない、というのが通説です。

歴史的には、1950年頃に現在の形のコンピュータが登場して、1960年代にはコンピュータで人の脳がつくれるんじゃね?ということで人工知能研究が盛んに行われたそうです。

でも1980年頃には、予想以上に人の脳をコンピュータ上につくるのは難しいね、そもそも脳の仕組みもまだ判ってないし、ということでいわゆる人工知能ブームは一旦終息しています。

日本政府も人工知能ブームに便乗して、1980年代に570億円も税金を投入し研究を奨励しました。そして大失敗に終わりました。第5世代コンピュータ計画と言います。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%AC%AC%E4%BA%94%E4%B8%96%E4%BB%A...

これらの失敗で得られた重要な知見が、今の方法ではコンピュータがいくら性能向上しても、原理的に人の脳はつくれない、ということです。理由としては、フレーム問題 と呼ばれる考え方が比較的判りやすいと思います。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%83%A...

また、センサの数を増やしても、記号接地問題 という観点から、うまく行かないことが知られています。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B7%E3%83%B3%E3%83%9C%E3%83%A...

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