Neuromorphe Computertechnik: Künstliche Superhirne aus Sachsen

Der Mikroelektronikstandort Dresden sollte einen weiteren Forschungsschwerpunkt aufbauen, der sich mit Computern der nächsten Generation beschäftigt. Das hat Professor Hubert Lakner vom Fraunhofer-Photonikinstitut IPMS Dresden vorgeschlagen. „Vor allem neuromorphe Computer oder Quantencomputer kommen da in Frage“, sagte er. Dabei ist Lakner klar, dass bereits große Akteure das Trendthema „Quantencomputer“ bearbeiten: Die US-Konzerne IBM und Google sowie das kanadische Unternehmen D-Wave bauen schon Rechenmaschinen, die Quanteneffekte nutzen, um bestimmte Aufgaben mit extrem hoher Geschwindigkeit zu lösen. KI-Super-Hirn statt Bordcomputer: Mit künstlichen Neuronen, die sich ähnlich flexibel wie die Nervenzellen im menschlichen Gehirn vernetzen, könnten sich die hiesigen Forscher und Ingenieure dagegen durchaus eine internationale Spitzenposition erarbeiten. Eine Spezialisierung auf neuromorphe Computersysteme würde helfen, Dresdens Position als führenden europäischen Mikroelektronik-Standort auch in Zukunft zu behaupten. Andererseits sind in wenigen Jahren marktfähige und international einzigartige Produkte auf Basis künstlicher Neuronen zu erwarten. „Vor allem für mobile ,Künstliche Intelligenzen’, zum Beispiel an Bord autonomer Fahrzeuge sind solche Lösungen sinnvoll“, schätzte Lakner ein. Dafür werden bisher noch klassische Bordcomputer installiert, die die Autobatterien leer saugen und teils schon hart an der Leistungsgrenze arbeiten. Würden die Konstrukteure dagegen bereits an den Augen und Ohren der Autos ein bisschen dezentrale Intelligenz in Form künstlicher Nervenzellen platzieren, könnten moderne Autos die auf sie einprasselnden Datenfluten schneller und stromsparender verarbeiten. Daher meint Lakner: „Überall dort, wo es auf geringen Energieverbrauch ankommt und Künstliche Intelligenz beziehungsweise Maschinelles Lernen gebraucht werden, lassen sich neuromorphe Chips gut einsetzen – bis hin zu Smartphones.“ Dresden kann bereits auf einige Erfahrung mit künstlichen Neuronen, gehirnähnlich konstruierten Rechnern und neuromorpher Software verweisen: Im europäischen Forschungsprojekt „Technology & hardware for nEuromorphic coMPuting“ (TEMPO) arbeiten das IPMS, Globalfoundries Dresden, Infineon und weitere Partner an neuromorphen Chips, in denen jede Zelle – anders als in klassischen Computern – gleichermaßen Rechenwerk wie Speicher ist. Chips mit zwölf anstatt 22 Nanometer: Derweil haben an der TU Dresden Professor Christian Mayr und sein Team gemeinsam mit britischen Kollegen die „Spinnaker“-Architektur im Zuge der „Human Brain Projects“ weiterentwickelt. Sie simulieren mit Smartphone-Prozessoren die Neuronen im menschlichen Gehirn, um Computern so etwas wie menschliche Bilderkennung und Intuition beizubringen. Erst kürzlich bekam Professor Mayr von der vormaligen sächsischen Wissenschaftsministerin Eva-Maria Stange (SPD) rund acht Millionen Euro versprochen, damit er nun einen „Spinnaker“ der Supercomputer-Klasse bauen kann. Erste Praxiseinsätze der dahinter steckenden Technologien bahnen sich jetzt für Radarsysteme in Autos an. Von Heiko Weckbrodt

Neuromorphe Computer - Fraunhofer-Institut: Künstliche Superhirne sollen demnächst aus Sachsen kommen