Техника - молодёжи 1991-07, страница 15

группой студентов Питтсбургско-го университета. Их производительность—почти миллион операций в секунду, так что программа рассчитывает варианты игры на 5-10 ходов вперед. А через пять лет ИБМ обещает чип, работающий еще в 1000 раз быстрее. Миллиард операций в секунду увеличит «глубину мысли» машины до 25 ходов! Будем ли мы тогда с тем же интересом следить за шахматными чемпионатами?..

По заказу Пентагона разработана еще одна оригинальная микросхема, с рекордной быстротой сканирующая тексты огромного объема. Причем она тут же нашла и мирное применение — в молекулярной биологии, для анализа генетических последовательностей. Дело в том, что сейчас в разных лабораториях мира расшифровано в общей сложности порядка 30 млн. «букв» наследственной информации живых организмов. Чуть ли не каждый день где-нибудь «прочитывается» новый ген. А в ходе исследований постоянно требуется сравнивать гены друг с другом, находить в них сходные и различные участки. И новый чип пришелся тут очень кстати.

В самые последние годы на рынок вышли первые вычислительные устройства принципиально нового типа — так называемые нейрональные системы. В отличие от традиционных ЭВМ с жесткой архитектурой, работающих по командам центрального процессора, они не имеют никаких «главных» блоков и вообще не требуют программирования. Их элементы совершенно одинаковы, причем каждый из них соединен со всеми остальными, образуя единую вычислительную сеть наподобие нейронов в коре головного мозга. Информация здесь перерабатывается по принципу так называемого взвешивания: элемент выдает импульс, когда суммарное число его входных сигналов превысит определенный порог. А выходной импульс каждого сработавшего элемента точно так же учитывается всеми остальными.

Благодаря такой структуре и принципу действия нейрональные сети, как и настоящий мозг, «от рождения» способны оперировать неполной, неточной и неоднозначной информацией, а кроме то

го — обучаться. Поэтому им легко даются задачи, предельно сложные для обычных, алгоритмических компьютеров — например, понимание естественных языков.

О возникающих здесь проблемах уже рассказывалось в статье «Слушает, переводит и говорит компьютер» («ТМ» № 2 за 1991 г.). Добавим лишь, что особенно трудно создать машину для работы с иероглифами, поскольку многие из них в разных сочетаниях передают совершенно разный смысл. К тому же язык все время развивается, и старые знаки начинают использоваться по-новому для передачи нужных понятий. И здесь, как в любых неопределенных ситуациях, системы нового типа гораздо эффективнее традиционных ЭВМ.

Не удивительно, что именно японцы с их иероглифической письменностью создали первый нейрональный словесный процессор. Такое устройство (в гибриде с обычным компьютером) разработала фирма «Тошиба». В его сети хранятся взвешенные значения десяти тысяч 32-разрядных слов. Их привязка к «правильным» иероглифам происходит при обучении методом проб и ошибок.

Подобные сети пока трудно изготовить в виде микросхем обычного типа. Рекорд принадлежит фирме «Хитачи»: в 1989 году она выпустила интегральные схемы, содержащие 576 элементов-нейронов. Основное препятствие для наращивания их числа — огромное количество взаимных соединений, которые очень трудно сформировать и разместить в микроминиатюрном чипе.

Правда, здесь американцы угрожают обойти соперников за счет прорыва на совершенно новом направлении. Компания АТТ Белл объявила о создании экспериментального макета оптического процессора. Это устройство, где вместо традиционных электронов информацию передают фотоны, обещает совершить настоящую революцию в информационной технологии, хотя и в достаточно отдаленном будущем (см. «ТМ» № 11 за 1990 г.). И все же принципиально важно в нем то, что фотоны для своего движения не требуют никаких проводников. Поэтому световой компьютер весьма перспекти

вен для реализации именно нейро-нальных сетей с большим числом связей между элементами.

Однако и в электронном варианте блестящие перспективы подобных схем бесспорны. В 1991 году завершается десятилетняя программа японского Министерства международной торговли и промышленности по созданию ЭВМ пятого поколения на базе искусственного интеллекта (ИИ). Следующий десятилетний проект — разработка компьютера шестого поколения на основе объединения систем ИИ с нейрональными, а также робототехническими. Его конечная цель — создание полностью компьютеризированных производств, укомплектованных одними роботами, притом полностью автономными, наделенными зрением, слухом, осязанием и другими «чувствами», способными обучаться и общаться с человеком на естественном языке.

Для этого потребуется решить ряд совершенно новых задач. Например, до сих пор не удавалось преодолеть общий недостаток всех нынешних роботов: двигаться они могут только рывками, и потому им недоступны многие сложные и тонкие «ручные» операции. Да и расход энергии при резких движениях существенно возрастает. А все дело в том, что управляющие процессоры обычного типа в принципе не могут обеспечить плавных перемещений манипуляторов. На это способны опять-таки лишь нейрональные сети.

Весь проект настолько сложен, что для его выполнения даже объявлен «сепаратный мир»: впервые к совместной работе приглашаются ученые из США и Европы. Японцы заинтересованы в использовании последних достижений ФРГ и Швейцарии в области прецизионной механики, а у американцев надеются почерпнуть новейшие идеи и опыт в создании программ ИИ, и разумеется, все тех же нейрональных систем. Недаром же в апреле 1990 года японский Фонд науки и технологии наградил признанного лидера в области искусственного интеллекта Марвина Минского из Массачусетского технологического института в Бостоне престижной премией «Джапан прайз» в

13