Новые нейросети соединят мозг с компьютером

Вот уже несколько десятилетий различные специалисты работают над созданием интерфейса "мозг — компьютер". В ближайшее время, возможно, появятся технологии, которые позволят нам управлять электронными устройствами напрямую, без каких-либо промежуточных алгоритмов. Произойдёт это благодаря развитию нейросетей нового поколения.

 

Искусственный интеллект можно обучить!

На сегодняшний день интерфейсы, "соединяющие" мозг с разнообразными девайсами, уже существуют. Допустим, человеку вживляют имплант, который посылает сигналы на устройство. Оно считывает информацию и отдаёт команды выполнить те или иные действия. Однако набор этих команд и действий крайне ограничен. Да, с помощью такой технологии можно в какой-то степени облегчить, скажем, жизнь человека с ограниченными возможностями, но полноценно пользоваться устройствами он всё равно не сумеет.

Другое дело — научить искусственный интеллект моделировать работу нейронной сети. То есть работу нашего мозга, ведь он состоит из нейронов — клеток, которые отвечают за мышление и функционирование всего организма. Даже чтобы поднять руку или переставить ногу, мозг должен послать сигнал соответствующим мышцам.

Первый эксперимент в этой области провёл ещё в 1957 году американский учёный Фрэнк Розенблатт, смоделировавший перцептрон, который имитировал работу элементарной нейронной сети на компьютере. Но главное, что такие сети способны к обучению и могут развиваться в виртуальной среде.

"Обучение лучших современных нейросетей может происходить практически с нуля, то есть без априорной информации, дающей образец действия, — комментирует профессор-исследователь Института живых систем Балтийского федерального университета им. И. Канта (БФУ) Александр Каплан. — Так, шахматная программа Alpha Go Zero, не зная даже правил игры, за 21 день самостоятельного обучения превзошла лидеров шахматного мастерства среди людей".

Мыслить как человек

 

Но для того чтобы искусственный интеллект был способен абстрактно мыслить и принимать верные решения на уровне интуиции, ему требуется модель мышления, включающая некие глобальные закономерности, наподобие той, что существует в человеческой психике. Имея в своем распоряжении такие модели, сеть перебирает данные, группируя их по определённым признакам, а затем соотносит эти группы с необходимыми для анализа параметрами.

"Например, в одном из наших исследований мы крепим на голову человека сотни датчиков, регистрирующих биопотенциалы, и пытаемся среди них найти признаки какого-то заболевания, — рассказывает Каплан. — Это и есть любимая работа искусственных нейросетей. Когда нейросеть найдёт, какие именно показатели связаны, например, с шизофренией, мы сможем самостоятельно, без ИИ двигаться дальше, изучая природу этой болезни".

Комплексный подход

 

Но это ещё не всё. По мнению Александра Каплана, в ближайшем будущем получат развитие многослойные нейросети, которые позволят обобщать данные различных научных дисциплин, в том числе и очень далёких друг от друга. В настоящее время в БФУ создан Центр нейротехнологий и машинного обучения, в котором работают представители разных направлений — математики, физики, инженеры, программисты, медики, нейрофизиологи и даже философы. Им всем вместе предстоит трудиться над задачами, которые требуют комплексного подхода — например, в сфере образования, здравоохранения, экологии, социального мониторинга. Что же касается нейроинтерфейсов, то здесь перед разработчиками в первую очередь стоит задача распознавания "командных" паттернов в электрических сигналах мозга.

"Мы предлагаем использовать мультимодальный ИИ, учитывающий сигналы не только мозга, но и мышц, а также движения глаз, — говорит профессор Каплан. — Вместе с ИИ-зависимой тактильной стимуляцией это существенно повысит возможности определения намерений человека, например, для восстановления двигательной функции у постинсультных пациентов, а также для повышения эффективности спортивных тренировок".

Недавно в БФУ началась работа над созданием полноценного канала связи "мозг — искусственный интеллект". Суть разработки заключается в том, чтобы сделать процесс распознавания информации в мозгу человека интерактивным: обе нейросети — естественная и искусственная — будут постоянно подстраиваться друг под друга. То есть машина станет в каком-то смысле придатком человека, а не просто приспособлением для решения некоторых задач.

Все эти проблемы обсуждались на недавней III международной конференции "Нейротехнологии и нейроинтерфейсы", в которой приняли участие не только сотрудники БФУ, но и ведущие специалисты из разных стран мира.