El desafío “imposible” de Neuralink no es un implante cerebral. Es uno que nos recuerda mucho a 'Pied Piper' y a los míticos MP3
La startup creada por Elon Musk ha hecho avances llamativos en los últimos meses: el primer implante humano, a pesar de algunos problemas, parece haber sido un éxito, pero se enfrenta a un reto colosal. Uno que no habríamos imaginado y que tiene mucho que ver con los ficheros MP3.
¿Misión imposible? Eso parece desde luego a juzgar por los requisitos. En Neuralink han anunciado un “reto de compresión” con el objetivo de lograr un ratio de compresión de 200:1. Por cada 200 bits originales, usar tan solo uno en el archivo comprimido.
Y sin pérdida. No solo eso: la compresión se debe ejecutar en tiempo real (latencia menor a un ms) y además con un consumo energético mínimo (inferior a 10 mW, incluyendo la transmisión de los datos vía radio). El algoritmo de compresión debe dar como resultado un archivo comprimido sin pérdida, lo que significa que al descomprimir el archivo se recuperarán todos los datos del original. Hay más información sobre el problema en un repositorio de GitHub.
Muchos datos por segundo. El implante N1 de Neuralink genera según esa descripción del problema unos 200 Mbps de datos de los electrodos (1.024 electrodos a 20 kHz con una resolución de 10 bits), y es capaz de transmitir aproximadamente a velocidades de 1 Mbps de forma inalámbrica. Eso significa que se necesita una compresión superior a 200x para resolver el problema que plantea Neuralink.
Datos de referencia. Para trabajar en el problema, Neuralink pone a disposición de los interesados un fichero ZIP de 143 Mbytes con el que trabajar. Corresponde a la grabación de señales nativas de los electrodos de un implante de Neuralink que se ha implantado en un primate. La grabación se realizó mientras el animal jugaba a un videojuego, algo que ya vimos en el pasado.
Ruido (aparente) por doquier. Como algunos usuarios comentan en Twitter, los datos de partida, representadas en un espectrograma, muestran cantidades ingentes de ruido, al menos en apariencia. Lograr comprimir datos si estos no tienen (apenas) ruido es factible si se encuentran por ejemplo patrones entre los datos. Es lo que hace el algoritmo de Huffman, pero hacerlo con esta cantidad de ruido parece si cabe más difícil.
Un problema que vale miles de millones. Otros usuarios apuntan a algo aún más importante: una compresión de ese nivel, sin pérdida y con ese consumo energético sería excepcional no ya para Neuralink, sino para infinidad de aplicaciones. Por ejemplo para los grandes centros de almacenamiento de datos online, que de repente verían cómo podrían comprimir toda esa información con ese ratio 200:1.
Pero Neuralink ni siquiera habla de la oferta económica. Curiosamente en la publicación del reto no hay detalles sobre una potencial recompensa económica. Solo indican que si alguien encuentra la solución, se ponga en contacto con Neuralink a través de una dirección de correo electrónico.
Hola, Pied Piper. La famosa serie de ‘Silicon Valley‘ mostraba en su primera temporada cómo el protagonista, Richard Hendricks, inventaba una aplicación llamada ‘Pied Piper’ que usaba un espectacular algoritmo de compresión. Los productores de HBO hasta pidieron a un profesor de Stanford que creara una métrica real —la puntuación de Weissman— que permitiese saber cómo de bueno era cada algoritmo de compresión.
La fiebre de la compresión. En realidad el problema planteado por la genial serie es muy real, y hace décadas que los algoritmos de compresión tratan de ir cada vez más allá. Lo curioso es que desde que se emitió ‘Silicon Valley’, cada nuevo logro en este área —hay frecuentes hackatones con esa misión— se ha celebrado como si fuera una nueva iteración —y otra, y otra— de Pied Piper.
Que vivan los MP3. A finales de los años 80 el matemático Karlheinz Brandenburg completó el trabajo de Eberhard Zwicker.y Dieter Seitzer, que trabajaban en la compresión de música de alta fidelidad. Ambos se dieron cuenta de que los CDs almacenaban datos que los humanos ni siquiera podíamos captar, así que junto a Brandenburg desarrollaron un formato que llamaron MP3. Esa tecnología descartaba esos datos inútiles y permitía comprimir las canciones con un ratio 12:1. Por cada 12 bits originales, el formato MP3 solo necesitaba uno. ¿La gran diferencia? Que el MP3 es un formato con pérdida, y eso a Neuralink no le sirve.
Imagen | HBO
