Interview

人間の脳が「得意」な情報処理を実用化へ低消費電力の汎用的なコンピューターへの夢も広がる

世界中で競って開発を進めている脳型コンピューター。これまでも脳の仕組みを応用した「人工知能」の研究開発は続けられていて、2000年代後半からは「第3次人工知能ブーム」と呼ばれることもある。今、なぜ脳型コンピューターが注目されているのか、どのような発展が期待されているのか。人間の知的活動と人工知能の関係を研究する国立情報学研究所（NII）情報学プリンシプル研究系 准教授の市瀬龍太郎氏に尋ねた。

市瀬：脳型コンピューターや人工知能の研究は50年以上の歴史があります。今、普通に「コンピューター」と呼んでいるものの多くは、「ノイマン型コンピューター」というものです。メモリーに取り込んだプログラムをCPUで実行して情報処理を行うものです。プログラムを変えるだけでさまざまな処理ができますが、一方で、プログラムの読み込み速度が性能を左右しますし、プログラムに書きにくい処理は実行が難しいのです。脳型コンピューターは、「非ノイマン型コンピューター」の一種で、脳の仕組みを模倣して処理を行います。
人間の脳には1000億以上のニューロンがあり、おのおののニューロンは、シナプスにより1万～10万のニューロンとつながります。視覚や聴覚などの入力によってシナプスに電気信号が流れ、0.01秒程度で電気信号をやりとりします。そして約0.1秒後に、何を見たり聞いたりしたのかということを認識します。人間の脳は少ないエネルギー消費量でこの処理を実行しています。脳型コンピューターは、人間の脳の仕組みを模倣することで、従来型に比べ、ごくわずかな電力で高速な処理が可能になるのではと期待されています。

深層学習が脳型コンピューター発展に火を着けた

脳型コンピューターは以前から研究されていたが、この数年で特に注目を集めるようになったのには何か理由があるのだろうか。

市瀬：近年になって脳型コンピューターが注目されるようになった理由は、大きく2つ挙げられます。1つは深層学習による機械学習手法の確立です。機械的な入力作業の繰り返しから、自動的にシナプス間のつながりの重みづけが設定できます。人間の子どもがモノや文字を見て学習していくように、コンピューターが自分で学習するのです。
もう1つは脳に関する知見が蓄えられてきていることでしょう。元になる脳の仕組みや働きなどを解析する技術が進歩しています。脳の解明と、コンピューター科学の進展が合わさって、最近の脳型コンピューターの発展があると考えています。

第3次人工知能ブームで、急速に発展しているという脳型コンピューターだが、どのような利用法が考えられているのだろうか。開発が進むと、既存のコンピューターを置き換えるような存在になるのだろうか。

市瀬：脳型コンピューターは、全てのコンピューターを代替するものではないと考えています。Webサーバーやデータベースは、既存のノイマン型コンピューターが得意な領域です。一方で物体を認識するような処理を人間は瞬時にこなしますが、従来型のコンピューターではさまざまなパターンと照合するなど計算量は非常に多く、処理時間も消費電力も多く必要とします。こうした認識関連の分野から脳型コンピューターの利用が始まるだろうと考えています。

将来的には「脳」と同様に汎用的な処理を担う可能性も