Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Искусственный интеллект

Рассылка закрыта

При закрытии подписчики были переданы в рассылку "Раскрутка сайта для начинающих" на которую и рекомендуем вам подписаться.

Вы можете найти рассылки сходной тематики в Каталоге рассылок.

←   Октябрь 2005   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
Автор
gvozdok

Статистика

4 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

Искусственный интеллект


Информационный Канал Subscribe.Ru

Искусственный интеллект | Обсуждение статей | Написать письмо

Обсудить эту статью >>

Плодотворность нейронной модели

Здравствуйте, уважаемые читатели!

В одном из прошлых выпусков мы выяснили, что человеческий мозг состоит из миллиардов нервных клеток, между которыми выстроена сложная паутина взаимосвязей и которые обмениваются между собою электрическими сигналами.

Прежде, чем рассказывать о нейронных сетях, я хотел бы кратко поделиться с вами одной идеей, которая пришла мне в голову в юности. Она несколько отличается от "математизированного" подхода в современной теории нейросетей, но зато иллюстрирует суть их работы.

Я предположил, что связи между нейронами должны расти под воздействием разности электрических потенциалов. Если на каком-то нейроне образуется избыток заряда, а на каком-то - недостаток, то между ними начинает образовывать отросток, связь. Рост нервого волокна - это обычный процесс роста, который свойственен всему живому.

Допустим, имеется примитивный плавучий робот. Робот плавает под водой, горизонтально на определённой глубине, и "питается" солнечным светом. У робота есть два гребных винта, один, ориентированный с севера на юг, а другой - с запада на восток. Винты прикреплены к моторчикам постоянного тока, которые могут крутиться как в ту, так и в другую сторону под воздействием электрического потенциала, подаваемого на одну из клемм мотора. Другая клемма подсоединена к "массе" - общему электроду, единому для всего робота, к его "корпусу".

Если на клемме моторчика создаётся избыточный потенциал, то он вращается в одну сторону, а если недостаточный - то в другую.

Кроме того, у робота есть фотоэлементы, которые сигнализируют о том, с какой стороны находится свет, точно так же, как и управляются моторчики - избытком или недостатком потенциала.

Нейрононы роботского мозга связаны с клеммами и моторчика и фотоэлементов.

Задача робота состоит в том, чтобы научиться плыть в том направлении, откуда идёт свет. Ясно, что эта задача преобразуется конструкцией в другую задачу: нужно вырастить волокно от того нейрона, к которому присоединён нужный фотоэлемент -- к тому нейрону, который присоединён к нужному моторчику.

И тут я обнаружил, что такая, хоть и довольно простая, но всё-таки задача, решается описанной системой автоматически, в силу естественных законов природы.

Во-первых, любой мотор служит одновременно и генератором. То есть, если на мотор подавать электричество, то он будет его потреблять и вращаться -- преобразовывать электрическую энергию в механическу. А если тока на мотор не подавать, а просто принудительно его вращать, то он будет поступать наоборот -- преобразовывать механическую энергию в электрическую. Причём если для вращения моторчика в некоторую сторону требуется "плюс", то при принудительном вращении мотора в эту же сторону будет получаться "минус". То есть, если мотор принудительно вращать, то он будет как бы занимать нужный ему электрический заряд в долг. А если мотор замкнуть накоротко, то он будет сопротивляться вращению.

Во-вторых, любое существо обладает спонтанной, случайной активностью. Например, дети постоянно беспорядочно шевелят руками и ногами. Эта активность, если ею наделить и робота, позволит ему иногда решать задачу случайно. То есть, наш робот, время от времени, будет по чистой случайности плыть именно в том направлении, из которого приходит свет.

Если вспомнить правило роста связи, то станет очевидно, что в такие моменты, между нейроном, присоединённым к нужному фотоэлементу и нейроном, присоединённым к нужному моторчику, будет образовываться связь, поскольку именно на нужном фотоэлементе в этот момент будет создаваться избыток заряда, а на нужном моторчике - недостаток. Значит, если связь вырастет, то навык как бы закрепится, заряд теперь будет передаваться с фотоэлемента на моторчик по связи -- и вызывать его работу.

Теперь осталось объяснить одно, почти что самое главно. Да, при том, что робот случайно плывёт правильно -- будет вырастать правильная связь. Но точно так же связь будет вырастать и в том случае, если робот плывёт неправильно. Она точно так же будет закреплять навык, но только непарвильный навык.

Требуется придумать какой-то механизм, по которому рост правильной связи имел бы преимущество над ростом неправильной. И механизм этот очень просто. Дело в том, что робот плывёт на свет неспроста. Свет служит ему источником энергии, пищей. Когда робот на свету, все его компоненты отлично работают, улучшается обмен веществ, улучшается "самочувствие". А это значит, что улучшаются и процессы роста. То есть, обучение правильному навыку, ведущем к комфорту, к пище, формируются лучше просто потому, что в комфортных условиях всё лучше растёт!

Красивая картинка? Мне понравилась. Но практически шок я испытал, когда познакомился с одним известным явлением. Я иногда занимался радиолюбительством и у меня было хлорное железо, которое применяется для травления монтажных плат. Кроме того, я иногда проводил разные физические и химические опыты.

Однажды я решил провести электролиз хлорного железа. Я поместил туда два электрода и подключил туда ток. Пошли пузыри и так далее - как обычно, как и с поваренной солью. Дело в том, что ионы, находящиеся в растворе, под действием тока плывут каждый сорт к "своему" электроды и осаждаются на нём. В чистой воде на электродах вделяется кислород и водород. А в хлорном железе, видимо, на одном из электродов выделялось железо. И это железо осаждалось на электроде не ровным слоем, а образовывало на нём отростки, напоминающие по форме дерево.

То есть, происходило именно то, что я предположил, должно происходить между нейронами! От электрода с избытком заряда к электроду с недостатком заряда росли отростки! Через какое-то время электроды просто срослись бы и ток стал бы течь прямо по отростку!

Дальше больше. Оказалось, что это явление широко известно. Именно из-за него электронные приборы, например, мобильные телефоны и компьютеры нельзя мочить и погружать в воду. Вода заливается между токонесущими полосками, там образуется электролит и между ними начинают расти отростки, которые создают замыкания и устройство становится непригодным. То есть, если вы уронили что-нибудь такое в воду, то нужно как можно быстрее его обесточить (из мобильника - вытащить аккумуляторы), а потом несколько дней высушивать.

Так вот, это явление широко известно, а отростки называются дендритами - то есть, именно так, как называются отростки нервных клеток! Конечно, совпадение названий вызвано чисто визуальной аналогией обоих явлений с деревом (дендр - корень из какого-нибудь латинского языка, означающий древ), но всё равно совпадение замечательное!

Кстати, буду честным. Несмотря на всю красоту этой модели, а также, несмотря на некоторые успехи нейронных сетей, многие нейрофизиологи не согласны, что в мозгу взрослого человека (при обучении) происходит рост волокон. Считается, что волокна вырастают при внутриутробном развитии по генетической программе и у взрослой особи уже не меняются. Но я не могу согласиться с этой точкой зрения. Дело в том, что современная медицина просто не располагает средствами, способными зарегистрировать образование новых волокон между отдельными нервными клетками...

***

Subscribe.Ru
Поддержка подписчиков
Другие рассылки этой тематики
Другие рассылки этого автора 		Подписан адрес:
Код этой рассылки: comp.soft.db.artificial
Архив рассылки 		Отписаться
Вспомнить пароль
В избранное