Руски научниоци створили неуронску мрежу од вештачких неурона која препознаје најпростије геометријске фигуре и слике

17.02.2019. год.

Научници из Петрозаводска створили су неуронску мрежу од најједноставнијих вештачких неурона и научили су је да препознаје најпростије геометријске фигуре и слике, саопштила је прес-служба Руског научног фонда.

„Предност оваквих неуронских мрежа је у томе што се могу стварати помоћу најразличитијих физичких осцилатора, укључујући магнетне и електричне. Наученој мрежи више нису потребни рачунарски прорачуни, него ради самостално као одвојени неуронски организам“, објаснио је Андреј Величко са Петрозаводског државног универзитета, прносе РИА Новости.

Савремени рачунари раде на бази најједноставније дискретне логике - њихове елементарне меморијске ћелије и рачунарски модули могу да перципирају и обрађују само нуле и јединице. То пружа неограничене могућности за математичке прорачуне са довољно великим бројем једних и других елемената.

Научници већ одавно знају да мозак функционише на потпуно другачији начин. За разлику од полупроводничких транзистора, наши неурони могу истовремено да перципирају велики број различитих сигнала, да их на комплексан начин сумирају и мењају своју осетљивост на поједине скупове таквих импулса.

Те разлике праве неуронске мреже, вештачке пандане ланаца неурона, који су или сувише комплексни за приказивање у „пуној“ форми, или терају научнике да поједноставе њихову конструкцију, чинећи их недовољно добрим панданима људског или мозга других живих бића. Треба додати да њихов рад и обука захтевају огромну количину рачунарских ресурса, који су данас доступни само у највећим суперрачунарима.

Из тог разлога, Величко и његове колеге, као и друге групе физичара по целом свету, одавно покушавају да створе вештачке неуроне. Пре годину дана, научници са Масачусетског технолошког института успели су да створе први примитивни ланац сличних структура које су способне да препознају одређена латинична слова.

Недавно су руски научници створили „вештачке неуроне“ састављене од танких филмова ванадијум-диоксида, чија отпорност зависи од њихове температуре. На пример, ако се кроз такав неурон пропусти довољна количина струје, он ће се загрејати и његов отпор ће се нагло смањити, за око 10 хиљада пута, због чега ће почети да преноси више струје.

То ће довести до хлађења вештачког неурона, његовог повратка у почетно стање и готово потпуног престанка кретања електричне енергије. Као резултат тога, овакав филм ће осциловати, емитујући низ импулса слично стварним нервним ћелијама у мозгу људи и животиња.

Како су Величко и његове колеге открили, укупно 11 сличних структура комбинованих у једну мрежу која се састоји од два улазна и излазна чвора и девет неурона за обраду може да научи да препозна једноставне геометријске облике који се могу поставити у квадрат величине 3х3 пиксела.

Ови експерименти су показали да вештачки неурони засновани на ванадијумским филмовима могу да региструју и обрађују „вишеслојне“ сигнале, као и природни неурони, што им омогућује да се употребљавају као њихови пуноправни пандани.

Испоставило се да је довољан само један неурон који региструје информацију да научи да разликује цео систем и класификује 14 од 102 могуће фигуре које се састоје од таквих блокова. Повећање броја осцилатора и улазних и излазних чворова значајно ће проширити његове могућности, закључују научници.