Истражувачите развија компјутерски алгоритам инспириран од системот за мирис на цицачи

Истражувачите од Универзитетот Корнел создадоа компјутерски алгоритам инспириран од системот за мирис кај цицачите. Научниците долго време бараа објаснувања за тоа како цицачите учат и препознаваат мириси. Новиот алгоритам обезбедува увид во работата на мозокот, а неговото применување на компјутерски чип му овозможува брзо и сигурно да учи шеми подобро од сегашните модели за машинско учење. 

Томас Клиланд е професор по психологија и виш автор на студијата насловена „Брзо учење и силно потсетување во невроморфно миризливо коло”, објавено во Машинска интелигенција на природата на 16 март.

„Ова е резултат на повеќе од една деценија проучување на колото на миризливите светилки кај глодарите и обидот да се открие во суштина како функционира, со поглед на работите за кои знаеме дека животните можат да ги направат, а нашите машини не можат“, рече Клиланд. 

„Сега знаеме доволно за ова да функционира. Го изградивме овој пресметковен модел врз основа на ова коло, водени во голема мера од работите што ги знаеме за поврзаноста и динамиката на биолошките системи“, продолжи тој. „Тогаш велиме, ако беше така, ова ќе функционираше. А интересниот дел е што тоа функционира“.

Интел компјутерски чип

На Клеланд му се придружи коавторот Набил Имам, истражувач во Интел и заедно го примениле алгоритмот на компјутерски чип на Интел. Чипот се вика Лоихи и е невроморфен, што значи дека е инспириран од функциите на мозокот. Чипот има дигитални кола кои го имитираат начинот на кој невроните учат и комуницираат. 

Чипот Loihi се потпира на паралелни јадра кои комуницираат преку дискретни шила, и секој од овие шила има ефект што може да се промени во зависност од локалната активност. Ова бара различни стратегии за дизајнирање на алгоритам од она што се користи во постоечките компјутерски чипови. 

Преку употребата на невроморфни компјутерски чипови, машините би можеле да работат илјада пати побрзо од централните или графичките единици за обработка на компјутерот при идентификување на обрасци и извршување на одредени задачи. 

Истражувачкиот чип Loihi исто така може да работи одредени алгоритми додека користи околу илјада пати помалку енергија од традиционалните методи. Ова е добро прилагодено за алгоритмот, кој може да прифати влезни обрасци од различни различни сензори, да научи обрасци брзо и последователно и да ги идентификува секоја од значајните обрасци дури и со силни сензорни пречки. Алгоритмот е способен успешно да ги идентификува мирисите и тоа може да го направи кога шаблонот е неверојатни 80% различен од моделот што првично го научил компјутерот. 

„Моделот на сигналот е значително уништен“, рече Клиланд, „а сепак системот може да го врати“.

Мозокот на цицачите

Мозокот на цицачот е во состојба исклучително добро да ги идентификува и запомни мирисите, а може да има илјадници миризливи рецептори и сложени нервни мрежи кои работат на анализирање на моделите поврзани со мирисите. Една од работите што цицачите можат да ја направат подобро од системите за вештачка интелигенција е да го задржат она што го научиле, дури и откако ќе има ново знаење. Во пристапите за длабоко учење, мрежата мора да биде претставена со сè одеднаш, бидејќи новите информации можат да влијаат или дури и да го уништат она што системот претходно го научил. 

„Кога ќе научите нешто, тоа трајно ги разликува невроните“, рече Клиланд. „Кога ќе научите еден мирис, интернеуроните се обучени да одговорат на одредени конфигурации, така што ја добивате таа сегрегација на ниво на интернеурони. Така, на машинската страна, ние само го подобруваме тоа и повлекуваме цврста линија“.

Клиланд зборуваше за тоа како тимот дошол до нови експериментални пристапи. 

„Кога ќе започнете да проучувате биолошки процес кој станува посложен и покомплексен отколку што можете едноставно да го интуирате, мора да го дисциплинирате вашиот ум со компјутерски модел“, рече тој. „Не можете да поминете низ него. И тоа нè доведе до голем број нови експериментални пристапи и идеи до кои немаше да дојдеме само со тоа што ќе го загледаме.