Ha a huszadik században nem is, de talán már néhány éven belül fordulat állhat be a világ számítástechnikai iparában – állítják a Magyar Tudományos Akadémia Számítástechnikai és Automatizálási Kutató Intézetének (MTA Sztaki) munkatársai. Az intézetben dolgozó, Roska Tamás akadémikus vezette kutatócsoport több mint tíz évi, amerikai-spanyol kooperációban végzett munka eredményeként új tartalommal egészítette ki a számítógép fogalmát: a jelenleg alkalmazott komputerek működési elvétől gyökeresen eltérő konstrukcióval dolgozó analogikai számítógépet fejlesztett ki. Az elnevezés az analóg és a logikai működés egyesítésére utal.
A számítás fizikai folyamat, amelynek formái rendkívül gazdagok, és Roska Tamás szerint a digitális technika ismert fizikai alapjainak és működési módjainak átgondolása igencsak időszerű volt. “Úgy tűnik, hogy az elektronika, illetve az információs technológia fejlődésének újabb hulláma előtt állunk. A nyolcvanas évek olcsó számítási teljesítményére, az úgynevezett CMOS alapú mikroprocesszor-gyártásra épült a PC-ipar, ezután pedig az olcsó lézernek, az olcsó sávszélességnek köszönhetően a kilencvenes években létrejött az internet-ipar. Most várjuk a harmadik hullámot: ez a legkülönfélébb érzékelők tömeges megjelenése” – magyarázza Roska Tamás.
Az optikai érzékelők – így például a kamerák – százezer számra ontják az analóg jeleket, ezek digitálisra konvertálása pedig nem megy olyan könnyen, lassú és energiaigényes folyamat. “Azokon a területeken – mondja Roska -, ahol változó jelek tömegével kell dolgozni, olyan számítógép válhat be, amelyben közel kerül egymáshoz az érzékelés és a feldolgozás. A mi gépünk, a CNN Univerzális Gép ilyen, ez a benne zajló jelenségeket nem tördeli a digitalizálás lépcsőibe, hanem azokat egységükben, valós időben dolgozza fel.”
Az analóg módon működő és logikai műveletekre képes komputer, az analogikai számítógép lelkét, a CNN csipet Leon Chua, a berkeley-beli University of California kínai származású amerikai professzora és tanítványa, L. Yang találta fel 1988-ban. Erre építve 1992-ben Roska és Chua megalkotta az úgynevezett CNN Univerzális Gépet, amely egy kétdimenziós rácson több ezer CNN elemi processzort tartalmaz. A CNN csip maga egy vizuális mikroprocesszor, amelyben minden egyes tranzisztor fényérzékelő optikával rendelkezik. “Egy sevillai laboratóriumban van a CNN univerzális csip előállításához szükséges know-how. És bár ez a csip működési elvében eltérő, ugyanúgy szilícium alapú, mint a ma használatosak. A spanyol kutatók nemrég legyártottak egy 4 ezer processzorból álló csipet” – magyarázza Inzelt Péter, a Sztaki igazgatója. Roska Tamásék pedig a Berkeley Egyetemmel együttműködve dolgoztak azon a rendszeren, amely programozhatóvá tette e csipet.
A cél érdekében a magyar kutatócsoport nagyjából újrajátszotta a számítástechnika eddigi fejlődését: megépítették a gépet, utasításokból álló magas szintű nyelvet hoztak létre és kifejlesztették a hozzá szükséges fordítóprogramot, interpretert és assemblert, valamint operációs rendszert. Az eredmény: milliószor millió, azaz tíz a tizenkettediken számú művelet másodpercenként, egy négyzetcentiméteres felületen. Ez a teljesítmény két-három nagyságrenddel múlja felül a ma elterjedt PC-kéét – legalábbis a komplex képalkotási feladatokban.
Nyilvánvaló, hogy ekkora számítási kapacitás több területen is potenciális versenytársként léphet fel a ma alkalmazott technológiával szemben. A CNN csipek jellegéből is adódik, hogy különösen a vizuális információkkal kapcsolatos feladatok elvégzésére alkalmasak. És bár igaz, hogy a képfeldolgozás csak szűk terület a mai digitális technika által lefedett üzleti palettán, az analogikai rendszerekben így is óriási üzleti lehetőség rejlik. Minden kamera és fényképezőgép tartalmazhatja idővel a csipet, de azt egyéb képalkotó eljárásokban is hasznosítani lehet majd. Például az orvosi gyakorlatban, ahol így műtét közben folyamatosan megfigyelhetők lennének az éppen vizsgált szerv mozgó kontúrjai. Mivel a csip ma másodpercenként 3 ezer – idővel pedig akár 30 ezer – kép felismerésére alkalmas, különösen nagy jövője lehet a minőségbiztosításban: kiválaszthatja a futószalagon elsuhanó munkadarabok közül a selejtet.
A Sztaki egy másik projektjében, a Knorr-Bremsével együttműködve olyan intelligens optikai rendszert fejleszt a járműtechnikai cégnek, amely az útburkolat jelzéseit követve egy szelektív fékrendszerrel “visszakormányozza” az útról letérő kamiont. CNN csippel felszerelve a szisztéma szinte mindentudóvá válna: a kopott, vagy behavazott festést is felismerné, sőt még éjszaka is működne. Újabb kecsegtető lehetőség a biztonságtechnika; a bankok biztonsági kameráiba épített csip azonnal kiszúrná például a “Whiskys” rablót.
Ez az óriási alkalmazhatósági potenciál már sokak érdeklődését felkeltette. A Lágymányosi utca 11. alatt folyó kutatásokat jelentős összeggel pénzeli az US Office of Naval Research, amely elsősorban légi felvételek kiértékelésében, objektumok felismerésében akarja alkalmazni a csipet. A Pentagon irányítása alatt álló szervezet évente 100 ezer dollárral támogatja Sztakit. “Az amerikaiak juttatásában az a rendkívüli, hogy a teljes összeget Magyarországon költhetjük el, az itt folyó kutatásokra fordíthatjuk, ami a hasonló támogatások esetén nem gyakori” – mondja a Sztaki igazgatója. A támogatók pedig elégedettek lehetnek: a szeptember végén amerikai, spanyol és svéd szakértőknek Budapesten bemutatott új csip fényesen vizsgázott, mindenben teljesítette azt, amit – eddig működő prototípus híján – a modellek jósoltak.
A CNN projekt részesül az Európai Unió Dictam (Dynamic Image Computing using Tera-speed Analogic Visual Microprocessors) nevű programjának pénzéből is: ez évente 238 ezer eurót jelent. Az intézet azzal a szokásos feltétellel kapja a támogatást, hogy ugyanennyit maga is előteremt. Inzelt Péter bizakodó; mint mondja, az Országos Műszaki Fejlesztési Bizottság (OMFB) kezdettől fogva támogatja a kutatást, és valószínű, hogy ehhez az összeghez is hozzájárul.
A kutatás-fejlesztésre fordított pénz azonban nem elég ahhoz, hogy a CNN csipből a piacon megjelenő termék legyen. Itt már más nagyságrendekről van szó, ehhez több tízmillió dollárra van szükség. Roska Tamás, valamint sevillai és amerikai kollégái is tisztában vannak azzal, hogy találmányuk termékké fejlesztésébe tőkét kell bevonniuk. A befektetők számára az összes jog csak együtt értékes (ez egyes jogtulajdonosokat lásd a 49. oldalon), ezért a felsorolt – évek óta együtt dolgozó – szereplők egyeztetett tárgyalási tervet dolgoztak ki, és a teljes know-how értékesítéséről tárgyalnak a potenciális befektetőkkel.
“A probléma nem egyszerű, mert e számítógép jövőbeni értéke alig felbecsülhető. Olyan pénzügyi konstrukciót kell kidolgozni, amely garantált fix részt, és valamilyen arányos részesedést tartalmaz a várható haszonból” – ismerteti a terveket Inzelt Péter. “Ráadásul gondoskodni kell a jogok visszaszállásáról is, ha a befektető esetleg elsüllyesztené a találmányt, mert ilyenre is van példa. Meg kell egyezni a nálunk maradó jogokról, mert természetesen folytatni akarjuk a kutatás-fejlesztési munkát is, úgyhogy a későbbi eredmények vonatkozásában is tárgyalni kell az opciókról” – teszi hozzá az igazgató.
“Jó néhány hazai és külföldi kockázati tőketársasággal fölvettük a kapcsolatot, de még nem köteleztük el magunkat – mondja Kőhalmi Zsolt, az értékesítés céljára létrehozott TeraOps Hungary Kft. stratégiai igazgatója -, olyan befektetőket keresünk, akik kellően érzékenyek a kutatói oldalra. Szeretnénk minél nagyobb tőkerészesedést megtartani, és azt a befektetőt fogjuk választani, aki kapcsolatain keresztül képes lesz elősegíteni a piaci munkát.” Inzelt szerint valójában két akadály van a csapat előtt. Egyrészt meg kell találni a tömeges felhasználási lehetőségeket, másrészt még a csip tömeggyártása sem megoldott. Elfogadható áron ugyanis csak nagy sorozatban lehet előállítani. Ez a kettős feladat csak Amerikában oldható meg, és ebben már nem segít a kutatói kapcsolatrendszer.
A kockázati tőkén kívül van még egy lehetőség: a multik. A Sztaki jelenleg a Motorolával is tárgyal, amely maga is potenciális felhasználó, nem utolsósorban azonban a világ legnagyobb csipgyártóinak egyike. A CNN csip náluk természetesen a mobiltelefóniával kapcsolatos területen remélhet alkalmazást. “Vizsgáljuk az alkalmazás és a gyártás lehetőségeit. Nem titok, hogy távlati célunk a video-mobiltelefon megvalósítása” – mondja Tom Szőke, a Motorola magyarországi igazgatója.
A spanyolok is próbálkoznak a termékké fejlesztéssel – ők egy sajátos helyi problémát próbálnak megoldani a csippel, az olajbogyó szüretelésekor akarják megkülönböztetni a levelet a gyümölcstől -, az első termék piaca azonban csak az Egyesült Államok lehet. Ott az egyik lehetséges konkrét alkalmazás az egészségügyi diagnosztika. A szeptember végén az amerikaiaknak tartott bemutatón kiderült, hogy a csip szinte csodákra képes: az emberi szív működését bemutató echokardiogram “zajos” mozgóképét kilencezerszer gyorsabban dolgozta föl, mint a hagyományos digitális technikán alapuló módszerek.
Attól azonban nem kell tartani, hogy az analogikai számítógépek megjelenésével elsorvad a mai komputeripar. “A kérdés az, hogy a képekkel kapcsolatos feladatokon kívül más problémák is leképezhetők-e celluláris-neurális modellekre. Vagyis, hogy megoldható-e minden olyan jelfeldolgozás, ami a PC-ken lehetséges” – elmélkedik a CNN számítógépek jövőjéről Levendovszky János egyetemi tanár, a Budapesti Műszaki Egyetem híradástechnikai tanszékének munkatársa. A digitális gépek ma még verhetetlenek a numerikus számításokban, a szekvenciális feladatokban és az adatbázis-kezelésben, s valószínű, hogy jó ideig még azok is maradnak. Nincs önmagában tökéletes technika; és ez az analogikai számítógépekre is igaz. Sok esetben ezek egyszerűen túl jók a ma ismert alkalmazási lehetőségek számára. “Néhány év múlva a mai analogikai gépek teljesítményét utol fogja érni a digitális technika” – aggódik Inzelt Péter. Ha versenyben akarnak maradni, minél előbb ki kell lépniük a piacra és a befolyó profit egy részének felhasználásával intenzívebben kell folytatni a kutatási-fejlesztési munkát.
