'Modelagem Paralela em C+CUDA de Sistema Neural de Visão Estereoscópica'.

摘要

"Os sistemas biológicos que viabilizam os sentidos dos seres vivos, especialmente dos seres humanos, tem sido objeto de estudo desde a antiguidade. O advento da computação, a partir do século XX, propiciou ferramentas para que tais sistemas pudessem ser simulados, desde que compreendidos. Vários pesquisadores tem trabalhado no sentido de elaborar modelos cada vez mais próximos dos sistemas naturais, e sua reprodução em ambientes naturais ou computacionais simulados permite a verificação de sua eficácia. A visão, um dos mais poderosos sentidos humanos, é um dos mais investigados devido, principalmente, ao grande número de aplicações de sistemas de visão artificial. Sua modelagem tem avançado com velocidade, mas sua eficiência esbarra, muitas vezes, na disponibilidade de recursos computacionais para o processamento, uma vez que o cérebro possui bilhões de neurônios envolvidos na viabilização do sentido da visão.Neste trabalho foram investigados mecanismos de paralelização do código de modelo matemático-computacional, desenvolvido na UFES em trabalho anterior, da arquitetura neural humana envolvida com a percepção da profundidade (reconstrução do ambiente 3D externo internamente ao computador) por meio da visão estéreo. Durante a investigação, foi identificada a oportunidade do uso de C+CUDA (Compute Unified Device Architecture) para o desenvolvimento de versãoparalela do modelo original de percepção da profundidade por meio da visão estéreo. A nova versão C+CUDA do modelo roda em GPUs (Graphics Processing Units) e, no ambiente de desenvolvimento utilizado, alcançou desempenho 57,4 vezes superior à versão seqüencial original. Speedups desta magnitude demonstram os benefícios da computação paralela e de alto desempenho e a importância que a nova tecnologia de GPUs tem no cenário atual com o aumento de desempenho obtido, a aplicação que rodava em 16,9 segundos (uma reconstrução 3D) passou a rodar em 0,27 segundos, o que viabiliza aplicações de tempo real em robótica, por exemplo."