28 мільйонів доларів на те, аби з'ясувати, чому мозок схильний до навчання

 

Федеральний уряд США вручив грант у розмірі більш ніж 28 мільйонів доларів Гарвардській школі інженерних і прикладних наук (SEAS), Центру наук про мозок (CBS) та Департаменту молекулярної і клітинної біології для розробки алгоритмів машинного навчання шляхом розширення меж нейронауки. 

Перед проектним дослідженням людського інтелекту (IARPA) поставлені найскладніші завдання, які постають перед сучасним суспільством. 

Спеціалізовані агентства щодня обробляють безліч даних – більше, ніж вони в змозі проаналізувати у ці терміни. Нині людство неспроможне йти в ногу з припливом нової інформації. Тим часом, штучний інтелект все ще менш розвинений, аніж мозок ссавців. 

Перед IARPA стоїть завдання з’ясувати, чому мозок має здібності до навчання, з метою подальшого використання отриманої інформації для розробки комп’ютерних систем, які були б здатні інтерпретувати, аналізувати та вивчати інформацію настільки ж успішно, як і людина. Для вирішення цього завдання дослідники з Гарварду будуть досліджувати активність зорової кори головного мозку детальніше, ніж будь-коли, а також проектувати отримані дані з метою створення досконалих комп’ютерних алгоритмів навчання. 

«Це завдання – ніби політ на Місяць», – говорить керівник проекту Девід Кокс, доцент молекулярної і клітинної біології та інформатики. – «Наукове значення дослідження активності нейронів та їх взаємозв’язків величезне, але це тільки перша частина проекту. З’ясувавши основні принципи, що регулюють процес навчання мозку, не важко уявити, що в кінцевому підсумку ми зможемо розробити комп’ютерні системи, які зможуть бути аналогічними людським розумовим здібностям, або навіть перевершать їх». 

Ці системи можуть бути призначені для виявлення втручань у мережу, читання зображень МРТ, водіння автомобілів тощо. 

Дослідницька група, яка розв’язує цю проблему, включає таких дослідників та вчених, як Джефф Ліхтман, Джеремі Р. Ноулз, професор молекулярної і клітинної біології, Ханспітер Пфістер, професор комп’ютерних наук, Хаїм Сомполінскі, Вільям Скірбалл, професор неврології, Райан Адамс, доцент інформатики, а також вчені з Массачусетського технологічного Інституту, Нью-Йоркського Університету, Університету Чикаго та Університету Рокфеллера. 

Дослідження розпочнеться з лабораторії Кокса, де пацюки навчатимуться візуально розпізнавати різні об’єкти на екрані комп’ютера. Щойно піддослідні почнуть навчатися, команда Девіда Кокса буде записувати активність зорових нейронів, використовуючи лазерні мікроскопи нового покоління, побудовані спеціально для даного проекту співробітниками Університету Рокфеллера. 

Цей складний процес буде генерувати понад петабайт даних – у розмірі близько 1,6 млн дисків важливої інформації. «Цей проект не лише розширює межі науки, він також розширює можливості інформатики», – говорить Х. Пфістер. 

Навіть якщо робота зупиниться на поточному етапі, науковий вплив дослідження буде величезним, але вона не зупиниться. Після дослідження трьохвимірних зв’язків нейронів зорової кори головного мозку, наступним завданням буде з’ясувати, яким чином мозок використовує ці зв’язки для генерації отриманої інформації та продукування нових стимулів. Сьогодні одна з найбільших проблем в області комп’ютерної науки – це кількість навчальних матеріалів, які повинні обробити технічні засоби для коректної роботи. Наприклад, щоб навчитися розпізнавати автомобіль, комп’ютерна система повинна просканувати сотні тисяч автомобілів, у той час як людям і ссавцям достатньо лише кількох разів. 

На наступних етапах проекту дослідники з Гарварду та їхні колеги будуватимуть комп’ютерні алгоритми навчання та розпізнавання. Ці алгоритми будуть випереджати нинішні комп’ютерні системи у їхній здатності розпізнавати об’єкти та робити висновки, використовуючи обмежену кількість вихідних даних. Окрім того, це дослідження може поліпшити продуктивність комп’ютерного зору систем, що допоможе роботам орієнтуватися у змінних умовах. 

«Сьогодні перед нами стоїть велике завдання, але зрештою це дослідження допоможе зрозуміти усі особливості нашого мозку», – говорить Девід Кокс. – «Чи не найбільш захопливим є те, що ми стоїмо на порозі найбільшого досягнення людського знання – розуміння того, як працює мозок на фундаментальному рівні». 

За матеріалами Harvard Gazette.

Всі новини