#ВзрывМозга.
Брат по разуму.
В ТГУ создали искусственный носитель естественного интеллекта
В августе на сайте ТГУ и в сообщениях информагентств появилась информация о том, что ученые университета создали искусственный мозг, способный к самообучению и накоплению жизненного опыта. Якобы он может реагировать на свет, звук и другие раздражители, а также изменять свою реакцию при изменении обстоятельств.
О том, как выглядит и что умеет томский искусственный разум, мы узнали у его создателя, сотрудника лаборатории «Системы технического зрения» ТГУ, Владимира Шумилова.
Сразу заметим, что создатели говорят не об искусственном интеллекте, а об искусственном носителе естественного интеллекта. Потому что, по их мнению, они открыли сам принцип функционирования нервной системы, а уж из какого материала она сделана — белка или кремния — дело десятое. Автор идеи Владимир Шумилов считает, что дело в разнице потенциалов, возникающих на входе и выходе возбужденного нейрона. Если эта разница превышает некоторое пороговое значение — происходит «пробой изоляции», и между отдельными нейронами формируется связь. То есть причинно-следственные связи буквально оставляют след в мозге. Это является основой как простейших условных рефлексов, так и многозвенного прогнозирования — мышления.
Конечно, это крайне примитивное объяснение процессов, происходящих в живом мозге. Первая демонстрационная модель искусственного носителя интеллекта тоже пока еще очень проста. Сейчас она выглядит как три электронных платы величиной с ладонь, соединенные между собой:
Это — три искусственных нейрона (базовых элемента — БЭ). Ни о какой разумности такого устройства речи идти не может, ведь даже нервная система улитки содержит 20 тысяч нейронов, не говоря о человеке с его более чем 15 миллиардами. Задача модели — демонстрировать образование и затухание со временем связей между базовыми элементами (забывание). Благодаря забыванию становится возможным переучивание – выход на передний план более новых связей.
Демонстрация выглядит так:
БЭ устроены так, что при возбуждении подают на свой вход отрицательный потенциал, который компенсирует возбудивший их потенциал с выхода предыдущего каскада. Благодаря этому не происходит возбуждения от того же сигнала других БЭ с более слабыми входными связями.
Первоначально все базовые элементы могут активироваться (возбуждаться) только своими, отдельными для каждого из них, входными сигналами-раздражителями. Если на любые два (например, БЭ1 и БЭ2) возбуждающие сигналы будут поданы приблизительно одновременно, между ними сама по себе может образоваться долговременная связь. Далее при подаче сигнала только на БЭ1 сразу же будет возбуждаться и БЭ2. (Рис. 1)
Каждая связь со временем затухает (уменьшается ее вес). Если долго подавать напряжение на БЭ1, то в БЭ2 (который теперь с ним связан) постепенно нарастает «усталость». При достижении определенного уровня «усталости» сможет образоваться связь между БЭ1 и БЭ3, более новая, а потому более сильная. Так что при следующем возбуждении БЭ1 быстрее будет возбуждаться БЭ3, препятствуя возбуждению БЭ2. (Рис. 2).
То есть система «научилась» выстраивать связь по наименее энергозатратному пути, при этом «забыв» тот путь, который привел к неудачному результату. Впрочем, если добиться «усталости» элемента БЭ3, то вновь возникнет «пробой» между БЭ1 и БЭ2.
Повторюсь, что никакого мыслительного процесса внутри этого устройства не происходит. Он всего лишь демонстрирует возникновение связей между элементами одной системы. В природе это может происходить примерно так:
По мнению Владимира Шумилова, живая нервная система, в том числе и такая сложная, как человеческий мозг, состоит из простейших самостоятельных элементов. С этой точки зрения исчезает кажущаяся пропасть между тканями мозга и любыми другими биологическими тканями. А также между нейронами и электронными нейроподобными элементами.
Владимир Шумилов, сотрудник лаборатории «Системы технического зрения» ТГУ, автор модели искусственного носителя интеллекта
А) исходное положение базовых элементов и потенциальная возможность образования связей;
Б) структура внутренних связей, сложившихся к данному моменту на основе исходного состояния под влиянием предыдущих событий;
В) текущие события, действующие на входы нейронов как сигналы от рецепторов.
В принципе, самообразование связей между какими-то механизмами по нашей логической схеме может быть реализовано не только в виде электронной схемы, но и механическим, гидравлическим, пневматическим, химическим, биохимическим, компьютерным способом. Вопрос только в эффективности и быстродействии.
Следующий шаг сотрудников лаборатории — создание более сложной и наглядной модели искусственного носителя интеллекта. Например, внешне модель может выглядеть так:
Эта маленькая машинка может двигаться только взад и вперед по замкнутому пространству. Для нее Фактором 2 (имеющим большую значимость) является стенка коробки. Доезжая до нее, машинка начинает двигаться в противоположном направлении (Рис.1).
Теперь переставляем источники света местами. Доезжая до светового луча, который падает на левый фоторецептор, но находится теперь справа, машинка теряет ориентацию и сначала проезжает дальше, до правого бортика. Теперь возбуждены НЭ1л и НЭ2п. Между ними возникает «пробой», а связь между НЭ1п и НЭ2п затухает, так как энергии на ее поддержание уже недостаточно. (Рис. 3) Таким образом, в изменившихся условиях поведение системы меняется, и эти изменения не заложены программой, машинка «делает вывод» самостоятельно.
Конечно, здесь речь по-прежнему идет о модели простейшей нервной системы, которой очень далеко до искусственного мозга. Но авторы утверждают, что по этому принципу можно создать сколь угодно сложный мозг, в том числе и более совершенный, чем человеческий. Главное — иметь материал с нужными свойствами. При создании самих активных нейроподобных элементов, скорее всего, сложности не возникнет. Их роль могут выполнять кремниевые полупроводники. Но нужен материал, который обеспечивал бы связь между искусственными нейронами. Напряжение пробоя внутри него должно быть достаточно мало, чтобы не вызывать перегрева системы при большой плотности крошечных активных элементов – аналогов нейронов.
В ближайшее время на материале поведения моделей планируется изучать нервные болезни и расстройства памяти. Но рано или поздно учеными из ТГУ или кем-то другим будет создано искусственное мыслящее существо, и тогда человек перестанет быть единственным разумным видом на планете. Приведет это к технологической нирване или к апокалипсису — пока непонятно. Одну из лучших статей, на наш взгляд, на эту тему можно прочитать здесь, здесь и здесь. Но наша жизнь уже никогда не будет прежней — это точно.
Текст: Катерина Кайгородова