« Революция, которую не заметили », « фантастический прорыв »— на чебоксарской конференции « Искусственные нейронные сети в действии » спикеры прибегали к эпитетам так же часто, как к математическому аппарату.
От нейроанимата к кибертренеру
Дрон, дистанционно управляемый нейросетью... Это не эпизод боевика, а реальность. Разве не фантастика— использование нервных клеток в реальных вычислительных системах? В Нижегородском университете создали нейроанимат— гибрид живой и неживой материи. А обучение машинного интеллекта эмоциям? Этим занимаются в Казанском федеральном университете. В ЧувГУ также исследуют искусственные нейронные сети.
Видеозаписи лекций об аспектах функционирования нейросетей вскоре будут доступны на сайте neiroconf. ru, мы же остановимся на одной интересной теме...
Несмотря на масштабные исследования, приблизиться к созданию копии человеческого мозга науке не удалось. Максимальный потолок достижений— цифровой аналог участка мозга крысы объемом 0.3 куб. мм, состоящий из 41000 искусственных нейронов( 2015 г.). На скромную цель ученые Лозаннского университета потратили 10 лет! Эмуляция крохотного участка мозга потребовала всех ресурсов суперкомпьютера Blue Gene производительностью 209 терафлопс. И дело не в том, что в человеческом мозге 86 млрд. нейронов( киберфутурологи уверены, что через 10 лет электронная версия мозга Homo sapiens будет создана). Еще нет математической модели памяти, неизвестно, как кодируется информация и даже где она хранится. На уровне создания копии биологического нейрона все буксует. Удачной попыткой обойти несовершенство электроники стало обращение ученых к живой « элементной базе ». Биотехнологии способны сохранять жизнь нейроткани в пробирке сотни часов. Этого достаточно для создания простейшей нейроморфной вычислительной машины, где в качестве « рабочего тела » используются нейроны.
Следующий этап, который был пройден несколько лет назад,— синтез живой нейросети и электронно-механических устройств. Конструированием нейроуправляемых роботов( нейроаниматов)— в Нижегородском университете занимаются с 2008 г.
Тема, мягко говоря, непривычная для обычного человека. Фантазия рисует мрачные картины, с андроидами Дика, Големом и монстром Франкенштейна.
Виктора Казанцева, доктора ф.-м. н., руководителя работ по ИНС в ННГУ, вопросы о зомби, как результата экспериментов, развеселили. Даже если наука совершит качественный рывок, подобное вряд ли возможно. Хотя уровень достигнутого в области искусственных нейросетей серьезен, пилотируемый полет к & Центавра все же более реаленJ.
Шутки шутками, но манипулятор, управляемый нейросетью по Wi-Fi(!),- абсолютно реальное устройство. Принцип его действия тот же, что и у живого тела: электрическая активность клеток преобразуется в сигналы манипулятору, а через электроды, установленные в клеточном матриксе, обеспечивается обратная связь устройства с нейронами.
Все начинается с лабораторной мыши. Клетки из ее мозга( вернее, из гиппокампа, отвечающего за память и ориентацию в пространстве) поступают в мультиэлектродную камеру, где через некоторое время они « приходят в себя » и начинают активно « общаться », формируя простую нейронную сеть. Дальше идет процесс обучения сети( электроразрядами). Обученная сеть в состоянии управлять LEGO-роботом с простыми тактильными сенсорами. Как рассказал В. Казанцев, такой робот был показан губернатору Нижегородской области В. Шанцеву и произвел впечатление. Интересно, что во время эксперимента клеточная культура находилась в медакадемии, на расстоянии примерно 1 км от места презентации в ННГУ, управляя движением устройства по интернет-каналу.
Труднее обучить нейроанимата действиям, более сложным, чем объезд препятствий. Архитектура пробирочной нейросети случайна, и при решении многоэтапных задач вероятность верного ответа резко падает. Выход был найден в структурировании сети, примерно так, как это реализовано в природе. В итоге появился нейрочип с направленным ростом аксонов.
Структурированные сети— одно из перспективных направлений нейротехнологии.
Расчеты показывают, что перспективы нейротехнологии широки.
Кто знает, может еще при нашей жизни станут реальностью устройства, управляемые силой мысли, например, миограф. Уже не так фантастичны умная одежда или нейромобиль, в чье управление будут встроены сенсоры, принимающие сигналы непосредственно из мозга. Системы связи, интегрированные в нейроткань, выведут на новый уровень телекоммуникации.
20 IT-NEWS