Вучоныя ўпершыню навучылі штучны мозг вырашаць інжынерныя задачы

Ідзе гаворка пра так званую задачу «cartpole».

Даследчыкі з Універсітэта Каліфорніі ў Санта-Крузе паказалі, што вырашчаныя ў лабараторыі арганоіды мозгу здольныя адаптыўна наладжвацца пад задачу пры правільнай сістэме зваротнай сувязі. У эксперыменце нейронныя сеткі ў чашцы Пэтры навучыліся паляпшаць кіраванне віртуальным маятніком — класічнай задачай з тэорыі кіравання. Праца апублікаваная ў часопісе Cell Reports.

Ідзе гаворка пра так званую задачу «cartpole»: віртуальны вазок павінен рухацца ўправа або ўлева, каб утрымліваць вертыкальна замацаваны на ім стрыжань. Найменшая памылка прыводзіць да падзення маятніка, таму сістэма патрабуе пастаянных і дакладных карэкцый. Гэтая мадэль часта выкарыстоўваецца ў даследаваннях навучання з падмацаваннем.

У эксперыменце выкарыстоўваліся арганоіды, вырашчаныя не з чалавечых, а з мышыных ствалавых клетак. Яны ўяўлялі сабой невялікія кластары каркавай тканкі, здольныя перадаваць электрычныя сігналы і змяняць унутраныя сувязі пад уздзеяннем стымуляцыі. Такім структурам яшчэ вельмі далёка да ўзроўню свядомасці або «мыслення».

Розныя электрычныя сігналы кадавалі кут нахілу віртуальнага маятніка. Адказы арганоіда інтэрпрэтаваліся як каманды рухаць вазок улева або ўправа. Пры гэтым тканка не «разумела» задачу — вучоныя правяралі, ці можна з дапамогай структураванай зваротнай сувязі паступова змяніць канфігурацыю нейронных сувязяў так, каб палепшыць кіраванне.

Арганоіды падзялілі на тры групы: без зваротнай сувязі, з выпадковай стымуляцыяй і з адаптыўнай зваротнай сувяззю. У апошнім выпадку алгарытм адсочваў вынікі за некалькі спробаў і пры пагаршэнні паказнікаў падаваў кароткія імпульсы высокай частаты на пэўныя нейроны. Сістэма аналізавала, якія схемы стымуляцыі раней прыводзілі да паляпшэння, і карэктавала ўздзеянне.

«Калі мы можам мэтава выбіраць навучальныя стымулы, мы здольныя фарміраваць сетку так, каб яна вырашала задачу», — патлумачыў адзін з аўтараў працы, даследчык робататэхнікі і ШІ Эш Роббінс.

Вынікі аказаліся паказальнымі. Без зваротнай сувязі арганоіды дасягалі парогавага ўзроўню паспяховасці толькі ў 2,3% выпадкаў, пры выпадковай стымуляцыі — у 4,4%. Пры адаптыўнай зваротнай сувязі гэты паказнік вырас да 46%.

Аднак эфект аказаўся кароткатэрміновым. Пасля 45 хвілін без актыўнасці арганоіды «забывалі» набыты навык і вярталіся да зыходнага ўзроўню. У далейшым вучоныя плануюць вывучыць, ці можна ўзмацніць доўгатэрміновую памяць, напрыклад, за кошт павелічэння складанасці структуры.

Аўтары падкрэсліваюць, што мэта даследавання — не стварэнне «жывых камп'ютараў», а вывучэнне фундаментальных механізмаў пластычнасці нейронных сетак. Паводле іх слоў, разуменне таго, як нейронныя ланцугі адаптуюцца ў лабараторных умовах, можа дапамагчы ў вывучэнні неўралагічных захворванняў і парушэнняў навучання.

Вы можаце падтрымаць сайт Charter97.org наступным чынам:

РАЗЛІКОВЫ МУЛЬТЫВАЛЮТНЫ РАХУНАК ДЛЯ АХВЯРАВАННЯЎ:

Назва банка: Bank Millennium S.A.
Адрас: ul. Stanislawa Zaryna, 2A, 02-593, Warszawa
IBAN: PL97116022020000000216711123
SWIFT: BIGBPLPW
Імя ўладальніка рахунку: Fundacja “KARTA ‘97”
рызначэнне аплаты: Darowizna na cele statutowe

Звязацца з намі можна праз адрас [email protected]