Přírodní inspirace Carver Meads

Konvenční moudrost popisuje černou díru mezi nekonečnou nejistotou moderní teoretické fyziky a duchem podnikavosti a inženýrství. O důvod víc, proč ignorovat konvenční moudrost, říká Carver Mead, který se stal technologickou legendou tím, že pracoval na obou stranách toho, co se často zdá být nepřekonatelné. Oddaný Caltech – je to emeritní profesor inženýrství a aplikované vědy Gordon a Betty Moore – Mead je jednou z klíčových postav v příběhu Silicon Valley, jehož resumé sahá až k průkopníkovi integrovaných obvodů Fairchild Semiconductor a více než 20 startupům. k jeho cti.

Meadova raná práce v oblasti elektronového tunelování poskytla poznatky zásadní pro vývoj polovodičové elektroniky. Jeho výpočet teoretického potenciálu pro zmenšující se tranzistory dal zakladateli Intelu Mooreovi základ pro jeho eponymní zákon, který předpovídá stále rostoucí výkon mikročipů. A na začátku 80. let Mead a kolega z Caltechu Richard Feynman, zesnulý fyzik, nositel Nobelovy ceny, vzal obvody do nové dimenze zkoumáním neuromorfní elektroniky modelované na živých organismech. Po cestě nashromáždil Mead ceny, včetně ceny Lemelson-MIT v hodnotě 500 000 USD za vynález a inovaci a National Medal of Technology v roce 2003. Jeho nejpyšnějším úspěchem je však řada společností, mezi které patří výrobce dotykových podložek Synaptics a revoluční obrazový snímač. a kamerový startup Foveon, oba výsledky jeho práce v oblasti neuromorfních počítačů.

Tento příběh byl součástí našeho vydání ze září 2004

• Viz zbytek čísla
• předplatit

Spencer Reiss hovořil s Meadem, kterému letos bylo 70 let, v jeho domě mezi sekvojemi ve Woodside v Kalifornii.

Recenze technologie: Jste známý tím, že říkáte: Poslouchejte technologii.

Carver MEAD: Abyste pochopili realitu, musíte pochopit, jak věci fungují. Pokud to uděláte, můžete s tím začít dělat inženýrství, stavět věci. A pokud nemůžete, cokoli, co děláte, pravděpodobně není dobrá věda. Pro mě nejsou inženýrství a věda oddělené činnosti. Je to jako: Jste manžel nebo otec?

TR: Jak se rozhodujete, co budete sledovat?

MEAD: Děláš si legraci? Výzkum je věcí lásky. Není to záležitost levého mozku. Jakmile na něco přijdete, pak vytvoříte propracované zdůvodnění – díky promluvám, které nakonec pronesete, to všechno zní tak jednoduše. Do té doby se zlobím, když se mě lidé ptají, na čem pracuji, protože to zatím nemám jak vyjádřit.

TR: To je to, pro co jsou venture kapitalisté – být chladnokrevní ohledně toho, do čeho dát zdroje?

MEAD: Všechny mé oblíbené typy VC – vím, že to zní jako oxymóron, ale ve skutečnosti se mi někteří z nich líbí – říkají to samé: jdou se svými vnitřnostmi. Má tato technologie dostatek potenciálních aplikací na to, aby získala alespoň jednu? Tabulky na to neodpoví.

TR: Co se tak podívat na tržiště?

MEAD: Jistě, můžete analyzovat trh, mluvit se zákazníky, dělat všechny věci, které vás učí na obchodní škole. Problém s tahem poptávky je ten, že v době, kdy budete mít skutečný produkt, se trh pohne dál. Jste odsouzeni hrát dohánění. Preferuji technologický push – najděte zajímavou novou technologii a pokuste se pro ni vymyslet využití. Řešení, které hledá problém, má být příšerný přídomek, ale podle mých zkušeností to funguje.

TR: Například?

MEAD: Impinj, společnost, kterou založil bývalý můj student na Caltechu Chris Diorio. jsem na palubě. Začínal s něčím zcela nesouvisejícím – neurálně inspirovanou výpočetní technikou – přišel s velmi přesným a nízkoenergetickým způsobem, jak nabít tranzistor s plovoucím hradlem, který je základem pro flash paměti. Bylo to klasické řešení, které hledalo problém, který se ukázal být RFID, malé [radiofrekvenční] identifikační štítky, které se mají na věci dávat. Jsou to nejlepší zařízení s nižším výkonem – pikowatty, cokoli, co můžete dostat z malé antény. Takže místo pouhého hloupého štítku, který vám řekne své jméno a nic víc, získáte chytrý, který se aktualizuje, jak to jde. Získáte balíček nebo produkt, který vám může vyprávět celou jeho historii, přímo tam.

TR: Peter Drucker říká, neřešte problémy, chopte se příležitosti.

MEAD: Že jo. Kdyby se Impinj rozhlédl a řekl: Hej, pojďme udělat RFID, skončili by s nepřepisovatelnou značkou. Stejně jako teď tucet dalších společností.

TR: RFID tagy pro Wal-Mart mají daleko k pokusům o reverzní inženýrství počítačů z biologických modelů... MEAD: Když jste konečně dostali produkt, skutečnost, že jste byli inspirováni k tomu jít touto cestou, přemýšlením o dotyku a vidění a na sluchu nebo cokoli moc nezáleží. Jste na výrobě produktů a vše, co k tomu vedlo, odpadá.

TR: To je trochu smutné, ne?

MEAD: Samozřejmě je, ale to se stane, když založíte společnost. Neomezený potenciál vaší nové technologie – jen na to pomyslíte. Ale jakmile se to projeví, jakmile se to stane produktem, není to myriáda čehokoli; je to jedna věc. Takže nevyhnutelně přichází obrovské poporodní období – pocit všech věcí, které jste nemohli udělat.

TR: To je, když vytahujete sázky?

MEAD: Stalo se to u každé společnosti, se kterou jsem spolupracoval. Dostanou se do bodu, kdy jsou úspěšní, jsou na dobré cestě a čím dál tím méně může přispět někdo jako já. Ve skutečnosti se stanete rozptýlením: oni se snaží soustředit a vy bloumáte kolem a přemýšlíte o všech těchto zajímavých nových otázkách. Tehdy je čas odejít.

TR: Někteří lidé si myslí, že mladí technologové potřebují trávit více času učením se, jak své nápady prodat.

MEAD: Věda není jen o sebevyjádření; musíte umět vysvětlit, co děláte. Dick Feynman byl jedním z nejlepších obchodníků, které jsem kdy potkal. Nikdy si to nechtěl přiznat – v jeho době bylo cokoli podnikatelského pro akademika společensky nepřijatelné – ale dokázal fyziku postavit jako něco vzrušujícího způsobem, který přežil dodnes.

TR: Vy a Feynman jste stáli za velkým projektem neuromorfních počítačů zahájeným na Caltechu v 80. letech. Co se stalo?

MEAD: Část problému spočívala v tom, že komunita CS [počítačové vědy] odmítla přijmout novou myšlenku – skutečnost, že by mohly existovat mnohem výkonnější způsoby, jak pracovat s počítačem. Lidé říkali: Všechno je Turingův stroj, a to je vše. Bez ohledu na to, že již máme funkční příklad masivně paralelního stroje – zvířecího mozku. A mezitím teď přišli kluci z kvantových počítačů a ukázali další alternativní model – model, který teoreticky vyřeší problémy, které jsou exponenciálně neřešitelné Turingovým strojem. Nevyjadřuji se k realizaci kvantových počítačů – stále o tom nevíme. Mluvím jen o našem chápání výpočetní techniky abstraktně. Pokud se chcete pokusit vyrobit lepší stroj, potřebujete zásadně novou koncepci.

TR: Další neurálně inspirovaná společnost, se kterou jste se zapojili, vyrábí pokročilá sluchadla, Sonic Innovations.

MEAD: Myšlenkový proces tam vzešel z přemýšlení o tom, jak funguje lidský sluch, ale skutečné zařízení je opět jen malý digitální signálový procesor. Totéž se mimochodem stalo s myšlenkou neuronových sítí. Staly se jen dalším algoritmem pro stávající počítače.

TR: A co Foveon, kameramanská společnost, kterou jste založili v roce 1997? Většina lidí si pravděpodobně neuvědomuje, že jeho kořeny jsou ve studiích oka.

MEAD: Začali jsme vyrábět modely sítnice, což samo o sobě může pro pár lidí znamenat velký rozdíl, ale není to dostatečná komerční příležitost k ospravedlnění velkých investic. Uvědomili jsme si, že pokud vezmete to, co děláme, a odstraníte část sítnice, je to opravdu dobrý obrazový snímač – tak to pojďme udělat. Technologie Foveon zachycuje světlo přímo, spotřebovává méně energie a vyžaduje mnohem méně zpracování než soubor zachycený běžným digitálním fotoaparátem. Ale když to dnes vysvětlujeme, nemáme žádný odkaz na nic neurálního.

TR: Takže jsme stále na začátku s neuromorfními výpočty?

MEAD: Ve skutečnosti bylo dosaženo poměrně velkého pokroku. Jednou ze vzrušujících věcí, které vyrostly z neuromorfního myšlení, je společnost Audience Lloyda Wattse. Mají funkční kochleární model, který staví významnou část sluchové dráhy – včetně přesného obnovení signálu a sofistikované analýzy – do komponenty na úrovni čipu. Je to víc než jen lepší mikrofon; představte si to jako sluchové rozhraní pro jakékoli zařízení, které chce používat zvuk jako vstup.

TR: Rozpoznávání hlasu žije!

MEAD: Rozpoznávání hlasu, jak ho známe, je skutečně mozkově mrtvé. Neměl bych říkat mozková smrt – mnoho chytrých lidí na tom pracovalo mnoho let. Ale to je staré paradigma. Postupuje logaritmicky s výpočetním výkonem; o tom to je. A přesto tu máme tyto neuvěřitelné pracovní modely – naše vlastní oči a uši. To je místo, kde chceme hledat.

TR: Sluch, zrak – tytéž problémy, které jste si vybrali před téměř 20 lety, jsou stále zajímavé problémy.

MEAD: Jsou ještě zajímavější, protože o nich začínáme vědět dost, abychom dosáhli určitého pokroku. Trvalo tak dlouho, než přiměli inženýrsky orientovaní lidé mluvit s lidmi z fyziologie. Právníci mluví o čínských zdech v organizacích; no, bariéry mezi vědními obory byly nelítostné.

TR: Je to neodmyslitelná obtíž adaptace digitálních technologií na náš převážně analogový lidský svět?

MEAD: Digitální abstrakce je úžasná věc. Nahrazuje velmi jednoduchý soubor logických operací – a nebo, a ne – nekonečný soubor fyzických věcí. Práce v analogu je mnohem těžší, protože existuje v podstatě nespočet způsobů, jak se věc pokazit. Pracujete se samotnou fyzikou spíše než s nějakou velmi malou sadou obvodů, které byly vytvořeny tak, aby ukazovaly digitální chování.

TR: Nemůžeme vás nechat odejít, aniž byste se zeptali na Mooreův zákon. Za jeho formulaci získáte velkou zásluhu.

MEAD: Gordon pozoroval, co se děje, a zeptal se mě, jak daleko mohou věci zajít, jak malé můžete vyrobit tranzistory. Udělali jsme nějakou práci v laboratoři a odpověď se ukázala být 0,15 mikronů [150 nanometrů], možná menší. To bylo v té době šokující, ale ukázalo se, že to bylo konzervativní.

TR: Jak daleko to tedy může zajít?

MEAD: Podíval jsem se na věci znovu před několika lety, a pokud neuděláte nic jinak, můžete se dostat až na 30 nanometrů – pětinásobek toho, co jsme původně řekli, bude snadné a ještě daleko od toho věci jsou dnes. Takže to určitě nepřestane.

A zároveň nemusíme dělat věci přesně tak, jak je děláme dnes. Za prvé rozhodně doufám, že ne.

Spisovatel Spencer Reiss ze Salisbury z ČT rád dělá rozhovory s lidmi chytřejšími, než je on. Naposledy to pro TR udělal s rizikovým kapitálem Michaelem Moritzem, mužem za Googlem (duben 2004).

skrýt