Техника - молодёжи 1975-09, страница 22

Как создать искусственный мозг

ФИЛИПП СТАРОГ

ПРОБЛЕМУ СО?ДАНИЛ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА МОЖНО РАЗДЕЛИТЬ НА ТРИ .Т1АВНЫХ НАПРАВЛЕНИЕ: РАЗРАБОТКУ ПРАВИЛ ПОВЕДЕНИЯ — ТАК НАЗЫВАЕМЫХ „ЛГОР (ТИОЕ ФУНКЦИОНИ ЭВ ЫИЯ КОНСТРУИРОВАНИЯ СХЕМ И СИСТЕМ «ДУМАЮЩЕГО» УСТРОЙСК( — СОБСТВЕННО ИСКУССТВЕННОГО МОЗГА, И РАЗРАБОТКУ НОВЫХ ФИЗИКО-ТЕХНОЛОГХЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, ПОЗВОЛЯЮЩИХ ИЗГОТОВИТЬ ГИГАНТСКОЕ КОЛИЧЕСТВО СВиРХМИНИАТЮРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, СЛОЖНЕИШ 1М ОБРАЗОМ СВЯЗАННЫХ МЕЖДУ СОБОЙ. МОЛОдОЙ УЧЕНИЙ ДАЛЬНЕВОСТОЧНОГО НАУЧНОГО 4EHTPi ФИЛИПП СТАРОГ, СЧМ1АЯ HAHrOjIFE ОТСТАЮЩИМ TPETbF НАПРАВЛЕНИЕ, ИЗЛАГАЕТ В Э'ОЙ CTATbF СУ1Ь ПРОЬЛЕ-МЫ И ПЫТАЕТСЯ НАМЕТИТЬ ПУТИ ЕЕ РЕШЕНИЯ.

пос-упающчх в мозг человека Для просто, ы ограничимся только той информацией, которая поступает в мозг через зрение (по данным некоторых ученых — 85⁰fo всей информации). В сетчатках обоих г.1аз 2 миллиона рецеп.оров (нервных окончаний), каждый рецептор л11, ,ает 14 импульсов в секунду, и срок работы равен 1,26 миллиарда секунд (60 лет по 16 часов декь) В результате

получаем 3,5 X Ю'⁶ бит (1 бит — простейший сигнал — «да» или «нет»)-

Это теоретическая оценка, но есть экспериментальные данные, показывающие, что средняя скорость действительно зоспринимае-мого потока информации составляет всего лишь 25 бип в секунду, что в пересчете на жизнь дает 30 миллиардов бит. Наконец, сделг скидку на то, что не вся информация укрепляется i долговременной памяти, снизим эту цифру в 3 раза и

Если 6li удалось создать мозг, который во всех отношениях способнее природного. в нем была бы большая потребность. Но на данном этапе раз ития н уки и техники об этом не может быть и речи. Максимум, на что можно рассчи-тнвагь, — это создание искусственно! о мозга, который лучше природного выполняет одну, в луч> 1ем случае несколько функций t !d даже такой результат принесет большую пользу. Примером тому — вычислительная машина. Секрет ее успеха в том, что ока умеет выполнять свою ограниченную задачу на л но-го порядков быстрее и безошибочнее, чем какой-либо человек, и по этому стала незаменимой в целом Риде важных областей — от научных исследований до ynpai „ения произведет-,ом

Мс?г — это система приема, обработки, хранения и . ыдачи информации. Наш опыт по созданию иг-фоомационных систем (на базе гой же ЭВМ) подсказывает, чю качество такой системы определяют два ключевых параметра: количество хранимой информации и скорость ее оорабо-ikh Если современная электронная промышленность уже доститла необходимых скоростей обработки информации, то ее прием, хранение и выдача, особенно в объеме, необходимом для искусс 1енно"-о интеллекта, се еще остаются сложнейшей технической задачей

Попробуем сначала подсчитать хотя бы приблизительно обьем памяти природного мозга Нужно предупредить, что конечные результаты такого счета могут в зависимости от метода определения отчичаться друг от друга на много

На р и с у н к а х сл ва направо:

Таблица о кс нчес-ве информации в мозгу (в битах).

Мо1.сн>}иг т альный куб памкти лля хранения ,0^s бит инфо )мац|- и и его разрез, показ! и тющпй многослойн**к> структур' В кан пом слое раше-J _■< 10 ООО запоминающих |Чеек, в каждой из которых згпсмина* с я ■00 бит чнформаци--.. Спязная ячейка выполняет с/тожнг те функции по при-I му н nepi е кодовых > лов и сообщений. КуС вегнт меньше 3 г

Схема управляемого наращивания ■ 1икроструктур ,|ри пс ощи л;.зе iho-го . jij "ен¹ Лучи >1 и К содей-;тьу"с пипа! ию аток-ов вг це-

:тв: А и Е соответственно, "ниг у нарисван уже готовый микроэлемент.

десятичных порядков. Самый простой путь — попытаться определить емкость памяти по числу элементов l ней и количестгу информации, хранимой ' каждом элементе

Количество нечро юв мозгу

близко к 10 миллионам По некотором исследо и.ниям, на каждый нейрон приходится в среднем около тысячи синапсов (соединений с другими нейронами) и около ^еся1 ка глиальных клеток. В настоящее время еще не устанс. лено, где хранится информация—в нейронах, в синапсах или в глиальных клетках — и какое количеств информации хранилось бы в каждом элементе. Большего сказать. пытаясь подсчитать обьем памяти «в лоб», мы не можем

Тогда попробуем определить емкость памяти другим способом — пересчитать количество сигнапо! ,

ВЕСЬ ПОГТЮК ИНФОРМАЦИИ В МОЗГ

за век > жиянь

ЕС.ПИ К£Ж ЦЫЙ

нейрон хранит

ЮОО F*HTOB ЕСЛИ МОЗГ

ьоспринимает 25 БИУОВ В СЕКУНДУ

количЕствс

НЕЙРОНОВ Ь МОЗГУ

информация в словах ялыка

(100 СОО СЛОВ)

10'

а а

со

S

CD

я -

а

I

о

ю

10^й

10^й

ю" 12

10 ю' 10° 10³ 10* ю⁷ 10°

получим 10'" бит. Этой величиной и ограничимся. (Данные по объему памяти приведены в таблице.)

Интересно пересчитать полученные цифры в - озможные объе-лы усронств, для чего возьмем три значечия: 3,5Щ®, Ю¹³ и Ю¹⁰. Исходя из озможностей современной микроэлектроники, длл ка;,<дого

____.'мента памяти берем раз) «еры

10X10X1000 микрон, а объем связей в схеме прикима«>м в 1J00 раз большим, чем объем самих запоминающих элементо Получаем три соответствующие цифры: 3=> 000 000 м³, 10 000 м³ и 10 Д³'.

Объемы получились слишком большие. Но если бы удалось сжат:* удельный объем каждого элемента месте со связями на 5—6 порядков, то меньшая модель (10'° бит) была бы с пачку сигарет, средняя модель (Ю¹³ бит) — с тепевизор, а

20