Искусственный мозг: заколдовать мысль в машине

Искусственный интеллект не обязательно должен быть копией человеческого интеллекта, поэтому проект создания искусственного мозга, технологической копии человеческого, — это несколько иная область исследований. Однако не исключено, что на каком-то этапе развития этот проект может встретиться с развитием ИИ. Пусть это будет удачная встреча.

Европейский проект человеческого мозга был запущен в 2013 году. Официально он не определяется как «проект по созданию искусственного мозга». Скорее здесь подчеркивается когнитивный аспект, стремление лучше отразить наш командный центр. Не лишен значения инновационный потенциал ВБП как стимула развития науки. Однако нельзя отрицать, что целью ученых, работающих над этим проектом, является создание рабочей симуляции мозга, и это в течение десятилетия, то есть с 2013 по 2023 год.

Ученые считают, что подробная карта мозга может быть полезна для воссоздания человеческого мозга. Сто триллионов соединений, выполненных в нем, образуют замкнутое целое — поэтому ведется интенсивная работа по созданию карты этой невообразимой сложности, называемой коннектомом.

Термин впервые был использован в научных работах в 2005 году, независимо друг от друга, двумя авторами: Олафом Спорнсом из Университета Индианы и Патриком Хагманном из университетской больницы Лозанны.

Ученые считают, что как только они составят карту всего, что происходит в мозгу, тогда можно будет построить искусственный мозг, совсем как человеческий, и тогда, кто знает, может быть, даже лучше… Проект создания коннектома по названию и сути отсылает к известному проекту расшифровки генома человека – Human Genome Project. Вместо концепции генома инициированный проект использует концепцию коннектома для описания совокупности нейронных связей мозга. Ученые надеются, что построение полной карты нейронных связей найдет применение не только на практике в науке, но и при лечении заболеваний.

www.humanconnectomeproject.org

Первым и пока единственным полностью известным коннектомом является сеть соединений нейронов в нервной системе caenorhabditis elegans. Он был разработан путем трехмерной реконструкции структуры нерва с помощью электронной микроскопии. Результат работы был опубликован еще в 1986 году. В настоящее время крупнейшим исследовательским проектом, осуществляемым в рамках новой науки под названием коннектомика, является проект изучения коннектома человека — The Human Connectome Project, финансируемый Американским национальным институтом здоровья ( на общую сумму 30 миллионов долларов).

Алгоритм интеллекта

Создание синтетической копии человеческого мозга — непростая задача. Возможно, будет проще обнаружить, что человеческий интеллект является результатом относительно простого алгоритма, описанного в ноябре 2016 года в журнале Frontiers in Systems Neuroscience. Его нашел Джо Циен, нейробиолог из Университета Августа Джорджии.

Его исследования основывались на так называемом теория коннективизма, или теория обучения в эпоху цифровых технологий. Он основан на убеждении, что цель обучения состоит в том, чтобы научиться думать, что имеет приоритет над приобретением знаний. Авторами этой теории являются: Джордж Сименс, изложивший свои предположения в документе «Коннективизм: теория обучения для цифровой эпохи», и Стивен Даунс. Ключевой компетенцией здесь является умение правильно использовать технологические достижения и находить информацию во внешних базах данных (так называемых ноу-где), а не из информации, усвоенной в процессе обучения, и умение ассоциировать и увязывать их с другой информацией.

На нейронном уровне теория описывает группы нейронов, образующих сложные и связанные сборки, которые имеют дело с основными понятиями и информацией. Изучая подопытных животных с помощью электродов, ученые обнаружили, что эти нейронные «сборки» предопределены для определенных типов задач. Это создает своего рода мозговой алгоритм с определенными логическими связями. Ученые надеются, что человеческий мозг со всеми его усложнениями функционирует не иначе, чем мозг лабораторных грызунов.

Мозг из мемристоров

Как только мы освоим алгоритмы, возможно, мемристоры можно будет использовать для физического моделирования человеческого мозга. Ученые из Университета Саутгемптона недавно доказали свою полезность в этом отношении.

Мемристоры британских ученых, сделанные из оксидов металлов, действовали как искусственные синапсы для обучения (и повторного обучения) без постороннего вмешательства, используя наборы данных, которые также содержали много нерелевантной информации, как это делают люди. Поскольку мемристоры запоминают свои предыдущие состояния при выключении, они должны потреблять гораздо меньше электроэнергии, чем обычные элементы схемы. Это крайне важно с точки зрения целого ряда небольших устройств, которые не могут и не должны иметь огромную батарею.

Конечно, это только начало развития этой технологии. Если бы ИИ имитировал человеческий мозг, ему потребовались бы как минимум сотни миллиардов синапсов. Набор мемристоров, использованный исследователями, был намного проще — поэтому он ограничивался в работе поиском закономерностей. Однако группа из Саутгемптона отмечает, что в случае более узких областей применения не было бы необходимости использовать такое большое количество мемристоров. Благодаря им можно было бы построить, например, датчики, которые бы классифицировали объекты и выявляли закономерности без вмешательства человека. Такие устройства будут особенно полезны в труднодоступных или особо опасных местах.

Если мы объединим общие открытия, сделанные в рамках проекта «Человеческий мозг», картирование «коннектомов», распознавание алгоритмов интеллекта и технологии мемристорной электроники, возможно, в перспективе десятилетий мы сможем построить искусственный мозг, точную копию человек. Кто знает? Более того, наша синтетическая копия, вероятно, лучше подготовлена ​​к машинной революции, чем мы.