Главная -> Новости It -> Нейрокомпьютер

Нейрокомпьютер

Нейрокомпьютер сконструирован для того, чтобы имитировать структуру и функционирование человеческого мозга. Хотя любой компьютер может считать быстрее человека, человеческий мозг имеет два свойства, позволяющие ему эффективнее решать некоторые проблемы. Во-первых, человеческий мозг может принимать решения, не обладая законченными данными, а во-вторых, он может учиться.

Ученые разрабатывают компьютеры, которые могли бы выполнять эти действия человеческого мозга, конструируя их по его образу и подобию. В конце концов, заявляют некоторые исследователи, мозг, как и компьютер, является процессором электрических импульсов. Мозг состоит из биллионов специализированных клеток, в теле которых, нейроне, импульсы образуются, а затем путешествуют по аксонам.

На илл. внизу изображен один из видов нейрокомпьютеров. Он состоит из трех уровней (голубые сетки) нейроподобных клеток, соединенных тысячами аксоноподобных связок. В только что построенной системе эти связки были слабыми и редкими, но по мере того как компьютер обучался выполнять задачи, эти связки выборочно усиливались, точно так же, как ведут себя электрические импульсы, которые постепенно прокладывают себе дорожки в мозге, когда человек накапливает знания.

Как учится нейрокомпьютер

На вводе нейрокомпьютер получает произносимое слово «пять». Он производит все менее редкие образцы на каждом из трех уровней искусственных нейронов и генерирует приблизительную версию символа «5». После тренировки он воспроизводит точный образ (нижний квадрат справа).

Уровень ввода.

Произносимое слово «пять» активизирует первый уровень клеток. Некоторые из этих крошечных процессоров посылают сигналы клеткам следующего уровня.

Средний уровень.

Клетки следующего уровня подхватывают сигналы ввода и оценивают их. Некоторые посылают сигналы клеткам выводного уровня.

Уровень вывода.

Возникает не завершенная, но приемлемая модель (сверху). Технический тренер нейрокомпьютера дает команду усилить связки, которые произвели образ. В следующий раз, когда нейрокомпьютер слышит звук, он производит улучшенную модель.

Связки обучения

Сначала все цепи нейрокомпьютера одинаково слабы (рис. снизу), но правильный ответ устанавливает несколько сильных дорожек (дальнее изображение справа) в сети, и теперь можно сказать, что компьютер обучился. Повторяемые время от времени учебные задания становятся памятью компьютера.

Нейроны человеческого мозга

В человеческом мозге нейроны соединены в частую сеть (слева). Электрические импульсы путешествуют от клетки к клетке вдоль синапсов (внизу), устанавливая дорожки для каждого нового кусочка знания. Нейрокомпьютер построен, чтобы имитировать эти клетки.

Обучение методом обратной связи.

Для каждого приемлемого вывода технический тренер инструктирует машину усилить связки, которые произвели модель. Таким образом, цепи, по которым шли части правильной модели усиливаются, а оставшиеся за бортом области модели постепенно слабеют.