Моделі та платформи ШІ

Дослідники розробили комп’ютерний алгоритм, натхненний системою запаху ссавців

mm
Додайте Unite.AI до бажаних джерел у Google

Дослідники з Корнелльського університету створили комп’ютерний алгоритм, натхненний системою запаху ссавців. Учені давно шукали пояснення того, як ссавці вчаться і розпізнають запахи. Новий алгоритм дає уявлення про роботу мозку, а його застосування до комп’ютерної мікросхеми дозволяє їй швидко і надійно вивчати закономірності краще, ніж сучасні моделі машинного навчання.

Томас Клеланд – професор психології і старший автор дослідження під назвою “Швидке навчання і надійне запам’ятовування в нейроморфній системі запаху”, опублікованого в Nature Machine Intelligence 16 березня.

“Це результат більш ніж десятирічних досліджень схеми бульбуса в гризунів і спроб зрозуміти, як це працює, з оглядом на те, що тварини можуть робити те, чого не можуть наші машини”, – сказав Клеланд.

“Ми тепер знаємо достатньо, щоб зробити це працювати. Ми створили цю обчислювальну модель на основі цієї схеми, керуючись тим, що ми знаємо про біологічні системи, їхню зв’язність і динаміку”, – продовжив він. “Потім ми кажемо, якщо це так, це працюватиме. І цікаво те, що це працює.”

Мікросхема Intel (INTC )

Клеланду допомагав співавтор Набіль Імам, дослідник компанії Intel, і разом вони застосували алгоритм до мікросхеми Intel. Ця мікросхема називається Loihi, і вона є нейроморфною, тобто натхненною функціями мозку. Мікросхема має цифрові схеми, які імітують те, як нейрони вчаться і спілкуються.

Мікросхема Loihi використовує паралельні ядра, які спілкуються через дискретні спайки, і кожна з цих спайок має ефект, який може змінюватися залежно від місцевої діяльності. Це вимагає різних стратегій для проектування алгоритмів, ніж ті, які використовуються в існуючих комп’ютерних мікросхемах.

За допомогою нейроморфних комп’ютерних мікросхем машини можуть працювати в тисячу разів швидше, ніж центральний процесор комп’ютера або графічний процесор, при розпізнаванні закономірностей і виконанні певних завдань.

Дослідницька мікросхема Loihi також може виконувати певні алгоритми, використовуючи приблизно в тисячу разів менше енергії, ніж традиційні методи. Це добре підходить для алгоритму, який може приймати вхідні закономірності з різних сенсорів, швидко вивчати закономірності послідовно і розпізнавати кожну з значимих закономірностей, навіть при сильному сенсорному втручанні. Алгоритм здатний успішно розпізнавати запахи, і він може робити це, коли закономірність на 80% відрізняється від закономірності, яку комп’ютер спочатку вивчив.

“Закономерність сигналу була суттєво зруйнована”, – сказав Клеланд, – “і все ж таки система може її відновити”.

Мозок ссавців

Мозок ссавця здатний розпізнавати і запам’ятовувати запахи дуже добре, і може бути тисячі рецепторів запаху і складних нейронних мереж, які працюють над аналізом закономірностей, пов’язаних з запахами. Одним з тих, чого ссавці можуть робити краще, ніж системи штучного інтелекту, є зберігання того, чого вони навчилися, навіть після того, як з’являється нова інформація. У підходах глибокого навчання мережа повинна бути представлена всьому одночасно, оскільки нова інформація може вплинути або навіть знищити те, що система раніше вивчила.

“Коли ви вчитеся щось, це постійно відрізняє нейрони”, – сказав Клеланд. “Коли ви вчитеся один запах, інтернейрони тренуються реагувати на певні конфігурації, тому ви отримуєте це розмежування на рівні інтернейронів. Отже, на машині ми просто посилюємо це і проводимо чітку лінію”.

Клеланд говорив про те, як команда розробила нові експериментальні підходи.

“Коли ви починаєте вивчати біологічний процес, який стає більш складним і складним, ніж ви можете просто інтуїтивно зрозуміти, вам потрібно дисциплінувати свій розум комп’ютерною моделлю”, – сказав він. “Ви не можете просто пройти через це. І це привело нас до ряду нових експериментальних підходів і ідей, яких ми не могли б розробити, просто глядячи на це”.

Alex очолює новинний підрозділ Unite.AI, що працює на базі ШІ, поєднуючи журналістику, дослідження та автоматизацію для підтримки своєчасного та масштабованого висвітлення штучного інтелекту. Його робота допомагає забезпечити ефективне виявлення нових розробок ШІ, зберігаючи редакційні стандарти видання.