- Фантастика и фэнтези
- Ироническое фэнтези
- Стимпанк
- Детективная фантастика
- Киберпанк
- Попаданцы
- LitRPG
- Космоопера
- Технофэнтези
- Городская фантастика
- Русское фэнтези
- Юмористическая фантастика
- Космическая фантастика
- Боевое фэнтези
- Эпическая фантастика
- Зарубежная фантастика
- Книги магов
- Мистика
- Разная фантастика
- Разное фэнтези
- Любовное фэнтези
- Романтическая фантастика
- Городское фентези
- Историческая фантастика
- Историческое фэнтези
- Социально-философская фантастика
- Сказочная фантастика
- Иностранное фэнтези
- Романтическое фэнтези
- Ироническая фантастика
- Ужасы и Мистика
- Постапокалипсис
- Героическая фантастика
- Фэнтези
- Научная Фантастика
- Социально-психологическая
- Альтернативная история
- Боевая фантастика
- Разная литература
- Пословицы, поговорки
- Шахматы
- Визуальные искусства
- Фанфик
- Авто и ПДД
- Военное
- Отраслевые издания
- Гиды, путеводители
- Зарубежная образовательная литература
- Военная история
- Цитаты из афоризмов
- Современная литература
- Великолепные истории
- Начинающие авторы
- Современная зарубежная литература
- Боевые искусства
- Изобразительное искусство, фотография
- Кино
- Литература 19 века
- Недвижимость
- Музыка, музыканты
- Готические новеллы
- Истории из жизни
- Культура и искусство
- Спецслужбы
- Зарубежная прикладная литература
- Музыка, танцы
- Подростковая литература
- Прочее
- Военная техника, оружие
- Газеты и журналы
- Периодические издания
- Домоводство, Дом и семья
- Любовные романы
- Экономическая литература
- Научные и научно-популярные книги
- О животных
- Биохимия
- Культурология
- Юриспруденция
- Политика
- Психотерапия
- Языкознание
- Научпоп
- Медицина
- Психология, личное
- Радиотехника
- Филология
- Педагогика
- Образовательная литература
- Деловая литература
- Физика
- Науки: разное
- Химия
- Воспитание детей, педагогика
- Детская психология
- Зарубежная публицистика
- Биология
- Архитектура
- Зарубежная психология
- Науки о космосе
- Социология
- Математика
- География
- Беременность, ожидание детей
- Литературоведение
- Транспорт, военная техника
- Обществознание
- Зоология
- География
- Альтернативная медицина
- Иностранные языки
- Ветеринария
- Рефераты
- Астрология
- Биофизика
- Экология
- История Европы
- Учебники
- Шпаргалки
- Государство и право
- Ботаника
- Религиоведение
- История
- Техническая литература
- Прочая научная литература
- Психология
- Детективы и Триллеры
- Справочная литература
- Проза
- Новелла
- Юмор
- Проза
- Историческая проза
- Русская современная проза
- Советская классическая проза
- Повести
- Очерки
- Эссе
- Рассказы
- Зарубежная современная проза
- Сентиментальная проза
- Зарубежная классика
- Афоризмы
- Эпистолярная проза
- Феерия
- Семейный роман/Семейная сага
- Разное
- Антисоветская литература
- Магический реализм
- Русская классическая проза
- Современная проза
- О войне
- Контркультура
- Классическая проза
- Поэзия, Драматургия
- Детская литература
- Детская фантастика
- Детские остросюжетные
- Детские стихи
- Детские приключения
- Внеклассное чтение
- Учебная литература
- Зарубежные детские книги
- Бизнес
- Загадки
- Книги для подростков
- Школьные учебники
- Детский фольклор
- Книги для дошкольников
- Детские детективы
- Детская познавательная и развивающая литература
- Буквари
- Прочая детская литература
- Сказка
- Детская проза
- Детская образовательная литература
- Юмор
- Документальные книги
- Бизнес
- Внешнеэкономическая деятельность
- Тайм-менеджмент
- Кадровый менеджмент
- О бизнесе популярно
- Управление, подбор персонала
- Бизнес
- Менеджмент и кадры
- Продажи
- Экономика
- Ценные бумаги и инвестиции
- Малый бизнес
- Делопроизводство, офис
- Корпоративная культура, бизнес
- Банковское дело
- Финансы
- Зарубежная деловая литература
- Ораторское искусство / риторика
- Личные финансы
- Интернет-бизнес
- Поиск работы
- Государственное и муниципальное управление
- Бухучет и аудит
- Работа с клиентами
- Менеджмент
- Краткое содержание
- Личная эффективность
- Переговоры
- Приключения
- Старинная литература
- Религия и духовность
- Компьютеры и Интернет
- Блог
Читаем без скачивания Антология машинного обучения. Важнейшие исследования в области ИИ за последние 60 лет - Терренс Дж. Сейновски
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Рис. 14.5. Нейроморфный вратарь на семинаре в Теллурайде в 2013 году. Сверху: Фопефолу Фолоуоселе (слева) тестирует нейроморфного вратаря. На заднем плане можно увидеть других участников и их проекты. Внизу: DVS-камера Дельбрюка направляет деревянную лопатку для защиты ворот. Вратарь гораздо быстрее студентов и успешно защищает ворота. Я тоже сделал попытку и не смог забить (не обращайте внимания на мячи в сетке)
Рис. 14.6. Пластичность, зависящая от времени импульса. Слева: чертеж пирамидных нейронов коры, сделанный Рамоном-и-Кахалем, знаменитым испанским нейроанатомом. Выходной аксон нейрона А устанавливает синаптические связи с дендритом нейрона С (как показано стрелками). Справа: два нейрона, подобные тем, что слева, проткнули электродом и стимулировали к образованию спайков[393] с временной задержкой между волнами. Когда входящий в нейрон импульс многократно совпадает с выходным импульсом, сила синапса (вертикальная ось) может либо увеличиваться, если предсинаптический входящий сигнал поступает до постсинаптического в пределах 20-миллисекундного окна (горизонтальная ось), либо, наоборот, уменьшаться
Спайковые нейроны открывают новые вычислительные возможности. Например, время импульсов в популяции нейронов можно использовать для регулирования того, какая информация сохраняется. В 1997 году Генри Маркрам и Берт Сакман из Германии сообщили, что они научились как увеличивать, так и уменьшать синаптические силы, используя повторное объединение входящего в синапс импульса с выходным импульсом в постсинаптическом нейроне: если вход произошел в пределах 20-милисекундного окна до выходного импульса, то следует долговременное усиление, но если вход произошел в течение 20 миллисекунд после выходного импульса, то следует долговременное ослабление (рис. 14.6). Синаптическая пластичность, зависящая от времени импульса (Spike-time dependent plasticity; STDP), была обнаружена в разных частях мозга, и, вероятно, она важна для формирования долгосрочной памяти. Интересно, что STDP – лучшее объяснение постулата Хебба, обсуждавшего в главе 7[394].
По распространенному мнению, суть пластичности Хебба в том, что сила синапса должна увеличиваться при одновременной подаче импульса на вход и выход нейрона, вид обнаружения совпадений[395]. Но на самом деле Хебб писал: «Когда аксон клетки А находится достаточно близко, чтобы возбудить клетку В, и неоднократно или постоянно принимает участие в ее возбуждении, в одной или обеих клетках происходит некий процесс роста или метаболических изменений, так что эффективность клетки А, возбуждаемой клеткой В, увеличивается»[396]. Чтобы клетка А способствовала активации клетки В, клетка А должна запустить спайк до спайка в клетке В. Здесь не только корреляция, но и причинно-следственные связи. Хебб ничего не говорил об условиях уменьшения силы синапса, но когда входной импульс испускается после выходного, он с меньшей вероятностью будет причинно связан с выходным нейроном, и отключение синапса имело бы смысл при необходимости сбалансировать увеличение и уменьшение силы в долгосрочной перспективе.
В Теллурайде ведутся споры между сторонниками аналоговых СБИС и разработчиками цифровых технологий. Аналоговые СБИС имеют много достоинств, потребляя мало энергии при параллельной работе всех цепей, но у них есть и недостатки, такие как варьирование транзисторов, в результате чего одинаково спроектированные транзисторы производят токи, которые могут отличаться на 50 процентов в ту или иную сторону. Цифровые СБИС по сравнению с ними точнее, быстрее и легче в реализации, но требуют намного больше энергии. Команда Дхармендры Модха из IBM Almaden Research Center в Сан-Хосе в Калифорнии разработала цифровой чип, содержащий 4096 вычислительных ядер и 5,4 миллиарда вентилей, названный TrueNorth[397]. Его можно настроить для имитации миллиона нейронов, соединенных 268 миллионами синапсов, при этом чип потребляет всего 70 милливатт. Однако сила этих синапсов фиксирована, что ограничивает реализацию многих важных функций, таких как ослабление или укрепление. Многое еще предстоит узнать, создавая сети с различными связями, чтобы увидеть, как они ведут себя в реальном времени.
Еще один недостаток сетей со спайковыми нейронами – градиентный спуск, который стимулировал обучение в сетях с непрерывно оцениваемыми нейронами, стал невозможен из-за разрывов во время спайков. Это ограничивало сложность того, чему можно научить такую сеть. Градиентный спуск был чрезвычайно успешен при обучении глубоких сетей с модельными нейронами, у которых непрерывно изменяется скорость вывода, поэтому функция вывода дифференцируема, что является важной особенностью алгоритма обратного распространения ошибки. В спайковых сетях при прохождении импульса есть разрывы, и такая сеть не дифференцируемая. Недавно[398] это преодолел Хо Донсон, научный сотрудник моей лаборатории, который нашел способ заставить модели рекуррентных сетей со спайковыми нейронами выполнять растянутые во времени сложные задачи, используя градиентный спуск[399]. Стало возможным обучение глубоких спайковых сетей.
Конец закона Мура?
Закон Мура стоит за беспрецедентным увеличением компьютерной мощности более чем в триллион раз с 1950-х годов, когда были изобретены цифровые компьютеры. Никогда прежде ни одна технология не росла по такой экспоненте, что привело к встраиванию компьютеров почти в каждый искусственный объект, от игрушек до автомобилей. У современных телескопов адаптивная оптика, которую компьютеры могут автоматически регулировать для повышения разрешения. Микроскопы улавливают фотоны, и компьютеры анализируют их, чтобы локализовать молекулы со сверхвысоким разрешением. Каждая область науки и техники теперь зависит от чипов СБИС.
Карвер Мид предсказал такой рост, отталкиваясь от потенциальной возможности уменьшить размер логических элементов СБИС, но тот уже достиг физического предела: в проводах слишком мало электронов, и они склонны к утечке или блокировке случайными зарядами, что делает ненадежными даже цифровые схемы[400]. Закон Мура больше не работает? Чтобы продолжать увеличивать вычислительные мощности обработки, которые не