Virgil
0 °C
3 °C

Az eddigi legokosabb mesterséges agy

2012.12.12. 16:46

Összetett feladatok megoldására alkalmas mesterséges agyat építettek a kanadai Waterloo Egyetem kutatói. Az emberi agy gondolkodási folyamatát pontosan modellező mesterséges agy a Spaun (Semantic Pointer Architecture Unified Network) nevet kapta. Bár a Spaun két és fél millió virtuális idegsejtjével nem versenyezhet a 86 milliárd neuront tartalmazó emberi aggyal, még ez is elég ahhoz, hogy egyszerűbb matematikai műveleteket végezzen, vagy gondolkodást igénylő feladatokat oldjon meg.

A Spaun fejlesztése elsősorban Chris Eliasmith, egy elméleti neurológus nevéhez kötődik. A többi agyszimulációtól, például a Brain in the Boxtól eltérően a Spaun kevesebb mesterséges idegsejttel is komplexebb feladatokat tud ellátni. Eliasmith szerint nem érdemes a mesterséges neuronok számának növelésétől várni a sikert; meg lehet csinálni, de úgy véli, hogy egy, az agyhoz hasonlóan kifinomult dolog modellezéséhez ez nem elég.

Eugene Izhikevics, a san diegói Brain Corporation vezérigazgatója szerint a mesterségesagy-fejlesztésben idáig az volt a cél, hogy egy emberi méretű agyat tudjanak modellezni, de sokan nem vették figyelembe, hogy a végeredmény milyen funkciókat láthat el. Izhikevich, aki maga is részt vett egy százmilliárd neuront tartalmazó mesterséges agy fejlesztésében, úgy látja, mostantól nagyobb hangsúlyt kaphat, hogy ki modellezi pontosabban a biológiai funkciókat és az állatokéra emlékeztető viselkedésformákat. Ezen a területen egyelőre a Spaun a győztes.

Számolok, tehát vagyok

A Spaun működés közben számítógépes szimulációval imitálja a neuronok működésének fiziológiáját. Ilyenkor a számítást végző sejtek csoportokra bomlanak, hasonlóan az emberi agyhoz, ami szintén így viselkedik, miközben képeket értelmez, a rövidtávú memóriába raktároz el adatokat, vagy koordinálja a mozgást. A mesterséges idegsejtcsoportok szimulációja az élő agy működését imitálja; még a neurotranszmitterek működését szimuláló folyamatokra is helyesen reagál.

A Spaun könnyűszerrel oldhat meg számos különböző feladatot. Amikor a Spaun számokat lát, a kapott vizuális információkból nyeri ki a földolgozásukhoz szükséges információt. Mindezt meglehetős sikerrel teszi: az 1 2 3; 5 6 7; 3 4 ? számsor esetében például rövid idő alatt kitalálja, hogy a harmadik számsor hiányzó száma az 5. A mesterséges agy ezenkívül képeket másolhat, IQ teszteken használt feladatokat old meg, a választ pedig egy mesterséges robotkarral írja le.

A fönti feladatokat a Spaun majdnem olyan hatékonyan végzi el, mint egy átlagember, így nem csoda, hogy az agyműködésük sajátosságait is sikeresen imitálja. Ha például egy adatsort mutatnak neki, a lista elején és végén lévő elemekre jobban emlékszik, mint a középsőkre. Eliasmith szerint nem meglepő, hogy a Spaun megoldja a feladatokat, az viszont gyakran ámulatba ejti őket, hogy eközben ugyanolyan hibákat vét, mint egy ember, és a reakcióideje is gyakran megegyezik az emberekével.

Majdnem emberi

A Spaun kiváló alapja lehet az agyműködés modellezésének. A rendszerrel modellezni lehet a bazális ganglionok, vagyis az agyféltekék mélyén található szürkeállomány működését is, így akár különböző viselkedési modellek is szimulálhatók vele. Eliasmith szerint a hipoézist még nem tesztelték, csupán azt vizsgálták, hogy a bazális ganglionok ezt a feladatot is elláthatják a szimuláció alatt, ami emberibbé teszi a Spaun működését. Eliasmith kifejtette, hogy ha ezt a részt elpusztítanák, megvizsgálhatnák, hogy ez miként hat a viselkedésre. A kutatók a témával foglalkozó tanulmányukban arról az esetről is beszámoltak, amikor az öregedő agy sejtpusztulásával megegyező tempóban kezdték el kiirtani a Spaun virtuális idegsejtjeit. A mesterséges agy kognitív készségei ettől hasonló mértékben romlottak, mint az idősödő embereké.

A rendszernek ugyanakkor megvannak a maga korlátai. A Spaun egyelőre csak az agy kis részét szimulálja, és nem tud vadonatúj feladatokat elvégezni, csak azokat, amik a tíz számjegy és bizonyos szimbólumok köré épülnek. Informatikai értelemben a rendszer lassúnak mondható; néha akár órákig is eltarthat, mire szimulálja azt a viselkedést, amihez az emberi agynak csak másodpercekre van szüksége. Eliasmith szeretne javítani a Spaun képességein, hogy valós időben oldja meg a feladatokat, és magától is képes legyen a tanulásra. A kutató nem új stratégiákat szeretne tanítani a mesterséges agynak, hogy hatékonyabbá váljon; az a célja, hogy a Spaun maga fedezze föl ezeket a stratégiákat, épp úgy, mint az átlagemberek.