Konstgjord hjärna: förhäxa tankar i en maskin

Artificiell intelligens behöver inte vara en kopia av mänsklig intelligens, så projektet att skapa en artificiell hjärna, en teknisk kopia av den mänskliga, är ett lite annorlunda forskningsområde. Det är dock möjligt att detta projekt vid något utvecklingsstadium kan möta utvecklingen av AI. Må detta bli ett lyckat möte.

European Human Brain Project lanserades 2013. Det är inte officiellt definierat som ett "artificiellt hjärnprojekt". Snarare betonar den den kognitiva aspekten, viljan att bättre spegla vår kommandocentral. WBP:s innovativa potential är inte utan betydelse som en stimulans för vetenskapens utveckling. Det kan dock inte förnekas att målet för forskarna som arbetar med detta projekt är att skapa en fungerande hjärnsimulering, och detta är inom ett decennium, det vill säga från 2013 till 2023.

Forskare tror att en detaljerad karta över hjärnan kan vara användbar för att återskapa den mänskliga hjärnan. Hundra biljoner kopplingar som görs i den bildar en sluten helhet - därför pågår ett intensivt arbete för att skapa en karta över denna ofattbara komplexitet, kallad connectome.

Termen användes första gången i vetenskapliga artiklar 2005, oberoende av två författare: Olaf Sporns från University of Indiana och Patrick Hagmann från University Hospital of Lausanne.

Forskare tror att när de väl kartlägger allt som händer i hjärnan kommer det att vara möjligt att bygga en konstgjord hjärna, precis som en människa, och sedan, vem vet, kanske ännu bättre ... Projektet att skapa en koppling i namn och väsen hänvisar till det välkända projektet för att dechiffrera det mänskliga genomet - Human Genome Project. Istället för begreppet genom använder det initierade projektet begreppet connectome för att beskriva helheten av neurala kopplingar i hjärnan. Forskare hoppas att konstruktionen av en komplett karta över neurala anslutningar kommer att finna tillämpning inte bara i praktiken inom vetenskapen, utan också vid behandling av sjukdomar.

www.humanconnectomeproject.org

Det första och hittills enda fullt kända connectomet är nätverket av neuronala anslutningar i nervsystemet hos caenorhabditis elegans. Det utvecklades genom 1986D-rekonstruktion av nervstrukturen med hjälp av elektronmikroskopi. Resultatet av arbetet publicerades 30. För närvarande är det största forskningsprojektet som genomförs inom ramen för den nya vetenskapen som kallas connectomics Human Connectome Project, finansierat av American National Institutes of Health (totalt belopp på XNUMX miljoner dollar).

Intelligensalgoritm

Att skapa en syntetisk kopia av den mänskliga hjärnan är ingen lätt uppgift. Det kan vara lättare att upptäcka att mänsklig intelligens är resultatet av en relativt enkel algoritm som beskrivs i novembernumret 2016 av Frontiers in Systems Neuroscience. Den hittades av Joe Tsien, en neuroforskare vid Augusta University of Georgia.

Hans forskning byggde på den så kallade teorin om konnektionism, eller teorin om lärande i den digitala tidsåldern. Den bygger på tron ​​att syftet med lärande är att lära sig tänka, vilket har företräde framför inhämtande av kunskap. Författarna till denna teori är: George Siemens, som beskrev sina antaganden i tidningen Connectivism: A Theory of Learning for the Digital Age, och Stephen Downes. Nyckelkompetensen här är förmågan att korrekt använda tekniska framsteg och hitta information i externa databaser (den så kallade know-where), och inte från information som lärts i inlärningsprocessen, och förmågan att associera och länka dem med annan information.

På den neurala nivån beskriver teorin grupper av neuroner som bildar komplexa och sammanhängande sammansättningar som behandlar grundläggande begrepp och information. Genom att studera försöksdjur med elektroder fann forskarna att dessa neurala "sammansättningar" är fördefinierade för vissa typer av uppgifter. Detta skapar en sorts hjärnalgoritm med vissa logiska samband. Forskare hoppas att den mänskliga hjärnan, med alla dess komplikationer, inte fungerar annorlunda än hjärnan hos laboratoriegnagare.

Hjärna från memristorer

När vi väl bemästrar algoritmerna kan memristorer kanske användas för att fysiskt simulera den mänskliga hjärnan. Forskare från University of Southampton har nyligen visat sig användbara i detta avseende.

Brittiska forskares memristorer, gjorda av metalloxider, fungerade som konstgjorda synapser för inlärning (och återinlärning) utan inblandning utifrån, med hjälp av datauppsättningar som också innehöll mycket irrelevant information, precis som människor gör. Eftersom memristorer kommer ihåg sina tidigare tillstånd när de stängdes av, bör de förbruka mycket mindre ström än konventionella kretselement. Detta är oerhört viktigt när det gäller ett antal små enheter som inte kan och inte bör ha ett enormt batteri.

Naturligtvis är detta bara början på utvecklingen av denna teknik. Om AI skulle efterlikna den mänskliga hjärnan skulle den behöva minst hundratals miljarder synapser. Uppsättningen av memristorer som användes av forskarna var mycket enklare, så den var begränsad till att leta efter mönster. Southampton-gruppen noterar dock att vid smalare tillämpningar skulle det inte vara nödvändigt att använda ett så stort antal memristorer. Tack vare dem skulle det vara möjligt att bygga till exempel sensorer som skulle klassificera objekt och identifiera mönster utan mänsklig inblandning. Sådana enheter kommer att vara särskilt användbara på svåråtkomliga eller särskilt farliga platser.

Om vi ​​kombinerar de allmänna upptäckterna som gjorts av Human Brain Project, kartläggningen av "kontaktomer", igenkännandet av intelligensalgoritmer och memristorelektronikens teknologi, kanske vi under de kommande decennierna kommer att kunna bygga en artificiell hjärna, en exakt kopia av en person. Vem vet? Dessutom är vår syntetiska kopia förmodligen bättre förberedd för maskinrevolutionen än vad vi är.