Инфицированы будущим
При поддержке

Прогностика — наука для предсказания будущего. Философия ставит две проблемы прогнозирования (футурологии): первая — будущее не существует как объект, вторая — прогнозирование как исследование тенденций развития бытия — не есть наука. В то же время любая теория, любая форма общественного сознания предполагает размышления о будущем, без надежды на будущее нет смысла настоящего.

Архив → Сопроцессор для мозга

image-400.jpg


Сколько раз в день вы осознаете, что не можете объять необъятное? Сколько раз в день вы понимаете, что задача выше ваших сил? Сколько раз в день вы хотели бы выдвинуться из толпы и стать лучшим? Если это происходит чаще чем раз в день, то вам точно хотелось бы повысить мощность своего разума. Возможно вы пытаетесь это сделать, и кофе стал вашим любимым напитком, а бочонок с энергетиком теперь часто посещает вашу руку. Возможно вы просто отказались от гонки за лидерство и постепенно становитесь аутсайдером. Но даже если ваша жизнь течет спокойно и размеренно вам должна понравиться идея расширить свои ментальные способности за счет технических средств.

 Как известно, процесс мышления происходит в мозге. Бесчисленное количество нервных клеток запутались в плотный клубок но при этом обрели способность осознать свою сущность. Но мозг вовсе не замкнут сам на себя, у него есть интерфейсы для ввода и вывода информации: наши органы чувств и органы движения. Эти органы дают нам возможность для полноценного общения с окружающей средой, а также для подключения вспомогательных механизмов. Расположившись в удобном кресле мы можем лениво ухватить мышку, пододвинуть к себе клавиатуру и начать внимательно впитывать информацию с монитора. Этого вполне достаточно, чтобы вся мощь вычислительной техники оказалась в нашей власти и начала нам помогать в нашем нелегком творческом метании. 

File?id=d7dg7bf_75dwb5mhfv_b

Уже сейчас компьютер здорово нам помогает избавиться от суетных мелочей и сосредоточиться на главном. Стоп! А почему компьютер не может помогать нам в главном? Почему мы не можем давать компьютеру мелкие поручения, чтобы он придумал специфические элементы дизайна или несложные элементы конструкции? Почему мы не можем позволить ему заняться связыванием кусков сюжета или толковым раскрашиванием заднего плана изображений? А чего бы стоила система способная представить жутко запутанную формулу в виде элегантного и понятного образа?

К сожалению, очень часто бывает так, что компьютеру задачу дольше объяснять, чем решать ее самостоятельно. И если картина ясно светится у вас в голове, то компьютер может только догадываться о ней с умным видом глядя на вас: что же вы, на самом деле, хотите? Телепатией электронные устройства еще не обладают, но возможность показать числодробилке то, что творится у вас в голове, в принципе имеется.

File?id=d7dg7bf_76gsr4qnff_b


Изучение электрических процессов в мозге началось еще в далеком 1849 году, но не менее полезную информацию удается получить анализируя и магнитные поля. Хоть до составления полной карты мозга еще не дошло, но более или менее подробную картину рисовать уже можно. Далее эту картину остается только интерпретировать.

Сейчас добытую информацию используют в основном для медицинских целей. Например, интерпретируя карту состояния мозга удается выявить такие болезни, как рассеянный склероз, болезнь Альцгеймера, шизофрению, синдром Шегрена, хронический алкоголизм, невралгию лицевых нервов. Но возможности, которые дает нам знание о состоянии нервных клеток, значительно шире. Сейчас уже никого не удивляют роботизированные протезы, протезы которые считывают биотоки и восстанавливают утраченные функции тела. Остается сделать следующий шаг - подключить компьютер непосредственно в мозг.

File?id=d7dg7bf_88hnhf9wh6_b


К сожалению, это еще не так просто, сенсоры для головного мозга еще не очень удобны, не очень компактны, а главное, не очень дешевы, поэтому игра с компьютером в "А ну-ка подключись!" еще доступна далеко не всем. Но радует то, что способы подключения уже есть и что исследователи обратили свой испытывающий взор на животрепещущую тему непосредственного взаимодействия человека и компьютера. А некоторые из исследователей хвастаются тем, что способны набивать текст расшифровывая энцефалограмму. Правда, пока этот процесс на так уж и скор и вбивать опусы пока быстрее, все таки, музицируя клавиатурой.

Но электронный помощник полезен не только своей способностью иногда угадывать настроения лидера, электронный помощник может твердо и уверенно показывать своему хозяину важные ориентиры, а также результаты своего кропотливого труда. Пока эти результаты удобнее считывать с монитора и с других индикаторов, но почему нельзя отказаться от посредничества органов чувств? Чьи услуги нам навязаны от рождения. Почему бы информацию не передавать непосредственно в мозг?

Все таки, внедрение искусственных органов чувств идет крайне неторопливыми темпами. Причина этого, пожалуй, в том, что имеющаяся у нас сенситивная оснастка в общем-то великолепна. Но, к сожалению, часть этой оснастки иногда теряется и некоторые люди с этим вынуждены мириться. Вот для таких-то людей и можно предложить что-то стоящее. Например, немецкие ученые имплантировали человеку устройство, заменяющее собой некоторые функции глаза.

File?id=d7dg7bf_77c77gn5gv_b


Что мы имеем в итоге? Существуют методы считывания информации из мозга и есть методы для внедрения ее обратно. Имеется все необходимое для подключения сопроцессора к мозгу. Потребуется, конечно, еще поработать над удобством подключения, чтобы взаимодействие оказалось более плотным и эффективным, а также чтобы оно стоило потраченных на него свеч, то есть денег. Попотеть придется и чипмейкерам, все таки мощности современных компьютеров не так уж и велики как хотелось бы, а если мощности множества процессоров и удается собрать в единый мэйнфрейм, то в результате получается очень даже внушительная и тяжеловесная конструкция.

Собственно, чипмейкеры стараются выжать из кристалла кремния все возможные вычислительные мощности, но, к сожалению, работа эта не простая и с некоторых пор производительность исполняющего ядра наращивать стало очень тяжело. Но производители не отчаялись и перешли к наращиванию числа совместно работающих ядер. Например, компания Intel создала образцы 48-ядерного процессора, стараются нарастить количество ядер и другие производители центральных чипов.

File?id=d7dg7bf_78dxwrw4s9_b


Итак, ядра процессоров начали делиться. Правда, процесс деления происходит не на пластинке кристалла, а в умах разработчиков, но и это уже неплохое начало. Следуя за чипмейкерами технологический темп стараются выдержать и программисты. Эти трудолюбивые люди днем и ночью заботливо корпят над своими программами, уча их аккуратно и рачительно использовать подвернувшееся количество разрозненных ресурсов.

Если разбивать программы на два или три параллельно исполняемых потока стало почти скучной работой, то доведение числа потоков до десяти и более уже способно пробудить у программистов интерес, а также столкнуться с серьезными трудностями. Дело в том, что не всякий алгоритм с легкость можно заставить исполняться на множестве процессоров, и только некоторые алгоритмы способны с радостью задействовать неограниченное количество вычислительных ядер. Проблема заключается в том, что работу между процессами надо умело распределять и умело комбинировать результаты. Далеко не всегда это просто и большинство задач так и продолжают выполняться в едином и неделимом потоке инструкций. А для таких задач и два процессора слишком много. Образно говоря, если собрать вместе девять беременных женщин, то за один месяц они ребенка не родят.

Но это там, в заоблачном мире суперкомпьютеров люди упорно бьются над распараллеливанием мудреных задач. В более близком к нам мире персоналок внимания уделяется значительно меньше и ситуация в итоге значительно хуже. Если компания Intel предложит завтра радостным пользователям 48-ядерное чудо, то пользователи неминуемо впадут в разочарование узнав, что хоть как-то распоряжаться этой вычислительной мощью смогут лишь немногие операционные системы.

Воистину, столько проблем с этими электронными числодробилками! Но подождите, вокруг нас бродит бесчисленное количество существ несомненно способных дать фору суперкомпьютерам и по производительности и по параллелизму. У вас есть кошка или собака? Может быть у вас есть лошадь или бык? Если да, то знайте, что их мозг производительнее самого мощного суперкомпьютера в мире. А приобрести их, при желании, можно значительно дешевле. За счет чего мозг животных, как, впрочем, и людей, так легко опережает по мощности самые могучие модели электронных вычислителей?

Как сказано выше, мозг состоит из бесчисленного количества нейронов - маленьких нервных клеток. Они имеют небольшие отростки, которые тянутся друг к другу переплетаясь в сложную сеть. Отличие между обычным компьютером и мозгом можно увидеть практически во всем. Части компьютера жестко синхронизированы, в мозге царит асинхронизм; процессор исполняет последовательность команд, в мозге мы видим массовый параллелизм; данные на компьютере хранятся относительно компактно, в противовес размазанности информации по коре головного мозга.

File?id=d7dg7bf_87dm7sqshj_b


Параметры элементов головного мозга уступают параметрам транзисторов используемых в чипах. Нейрон человека имеет размеры от 3 до 100 мкм, против 45 нм техпроцесса в чипах, скорость реакции человека около 0,1 секунды, против 0,2 наносекунды. Размеры процессора также впечатляют, если чип легко поместится на ладони, то для мозга требуется более значительный объем. По количеству нейронов мозг человека все таки опережает (5-20 миллиардов против 820 миллионов транзисторов), но этот параметр наверняка скоро будет обойден. Казалось бы, превосходство электроники над биологией несомненно, но в реальности электроника пасует перед нами в решении таких, вроде бы, простых задач, как распознавание образов.

И все таки, электронная элементная база по многим параметрам значительно превосходит биологическую. Вот взять бы от электроники ее быстродействие и компактность, а от биологии ее способность к самоорганизации!

Первым электронный мозг, или, как его называют специалисты, нейрокомпьютер показал в 1960 году Розенблатт. Этот нейрокомпьютер, гордо носивший имя "Mark-1", был основан на понятии перцептрона. Эта архитектура хоть и не очень сложна, но позволила устройству Розенблатта делать невиданные до тех времен вещи. "Марк-1" мог обучаться и распознавать образы.

File?id=d7dg7bf_79dczfsds9_b


Пока нейрокомпьютеры еще не так распространены, как обычные компьютеры. В компьютерных магазинах они не продаются, но, к счастью, нейросеть можно сэмулировать даже на обычной персоналке. Правда, эффективность такой эмуляции будет не очень высокой, и мощь компьютера увязнет при ненужной синхронизации и при поддержке ненужных для нейросетей операций, но это уже что-то, с чего можно начинать. А начинать, кстати, не так уж и сложно, так как в паутине свободно можно скачать множество готовых программ-эмуляторов нейросетей. Нет сомнений, что со временем, когда нейрокомпьютинг займет заметный сегмент рынка, появятся доступные решения типа Artifical-Neural-Network-on-Chip, но пока придется довольствоваться имеющимся.

Итак, допустим мы сможем создать искусственную нейросеть и подключить ее к мозгу. В результате мы расширим за счет искусственных элементов естественную нервную ткань мозга. Личность человека с нейронным сопроцессором получит возможность задействовать искусственные нейроны наравне с естественными. Искусственные нейроны заменят собой часть ткани мозга. А если удастся заменить часть, то почему искусственными нейронами невозможно будет заменить всю нейронную ткань головного мозга?

File?id=d7dg7bf_90dwfg9jf6_b


Известно, что при повреждении даже незначительных участков мозга человек может потерять колоссальное количество навыков. Например, может разучиться ходить, хотя с ногами может быть все в порядке. Поэтому, внезапное отключение нейросопроцессора от мозга может оказаться сродни лоботомии, а перебои в его работе могут привести к эффекту сравнимому с инсультом. Так что о надежности сопроцессора и интерфейса его подключения к мозгу потребуется позаботиться отдельно и основательно.

С другой стороны, для мозговой деятельности не требуются надежные элементы. Нервные клетки отнюдь не отличаются надежностью, и со временем у нас умирает бесчисленное количество нейронов. Но мы этого даже не замечаем! Этим эффектом можно воспользоваться, можно постепенно увеличивать количество искусственных нейронов одновременно затормаживая биологические клетки мозга. Очевидно, что механизм обеспечивающий надежность нейронной сети воспроизведет нашу личность в сопроцессоре и не даст нам умереть, естественная ткань будет постепенно заменена на искусственную.

Можно себе представить и обратный процесс. К заторможенному мозгу человека можно подключить сопроцессор с записанным в него сознанием, постепенно растормаживая биологическую ткань и отключая нейроны сопроцессора можно позволить сознанию перетечь в биологические клетки мозга. Собственно, что еще нужно для перемещения сознания от тела к телу? Ну, или для резервного копирования личности.

File?id=d7dg7bf_83hphg43g4_b


Но можно и полностью отказаться от биологической начинки тела, ведь с биологической тканью столько возни, а производство чипов и средств их сопряжения можно поставить на поток. Можно создать механического андроида и отдать его на управление заряженному сознанием сопроцессору. Или можно хранить и исполнять сознание человека в дата-центре, а управлять андроидом удаленно. Почему нет? Дата-центры можно прятать в толще горных массивов, питать от ядерных реакторов, соединять между собой каналами связи. Сознание же человека вполне сможет управлять механической куклой на расстоянии, и вряд ли заметит особую разницу между удаленным управлением и локальным ношением сопроцессора.

Появление высоких нейротехнологий неминуемо сдвинет жизнь человечества. Человек уже не будет ограничен только биологической формой существования, а перемещение сознания будет столь же быстрым и простым, как перемещение информации. Значительно ближе к нам станет и Луна и Марс и другие планеты солнечной системы. Жизнь же будет меньше ограничена объективными причинами - жизнеспособностью тела, а больше субъективными - желанием жить.

File?id=d7dg7bf_84cbmgnwgf_b


Впрочем, жизнь человечества все еще будет зависеть от жизнеспособности информационной системы, той системы в которую человечество себя поместит. Но прелесть искусственной системы заключается в том, что ее архитектура практически полностью будет зависеть от желания самого человечества. Уверен, что чувство самосохранения, поможет людям сделать себе новый дом по уму. Хотя я и допускаю возникновение некоторых потрясений, которые я частично описал в статье ноябрьского конкурса, тем не менее, я оптимистичен в своих ожиданиях.

File?id=d7dg7bf_86hs3s8xcn_b


Но чтобы новый мир смог хотя бы постучаться к нам в окно, еще требуется сделать слишком много. Разработка простых в обращении и удобных нейрокомпьютерных интерфейсов - это, пожалуй, удел больших компаний и исследовательских лабораторий. Но электрические свойства мозга вовсе не скрыты от испытующего взгляда любителей. Также как не держатся за семью печатями электронные детали. Изучая проникающие в сеть крупицы информации можно освоить разработку схем нейрокомпьютерных интерфейсов, и потихоньку собирать их из купленных в радиомагазине деталей. Специализированное радиотехническое образование окажется при этом просто незаменимым.

File?id=d7dg7bf_91dd6737dx_b


Построение искусственных нейросетей уже перестало быть сложной задачей. Интернет буквально завален программами эмулирующими их работу, но далеко не все эти программы удобны в применении и достаточно гибки для полной реализации творческого потенциала нейроархитекторов. Поэтому еще придется написать несметное количество приложений, способных задействовать всю изобретательскую мощь нейроинженеров.

Достаточно возможностей и для нейротеоретиков. Перцептрон Розенблатта - не единственная архитектура для нейросети, придумано еще несколько нейроархитектур: рекурентная сеть Хопфилда, двунаправленная сеть Коско, самоорганизующаяся карта Кохонена и многие другие. Возможно, что нейронная сеть построенная по архитектуре вашего имени станет основным стандартом для сопроцессоров к мозгу. Кто знает?

Возможно, что вам будет интересен аспект безопасности новых систем. Если вы сможете не просто указать на уязвимости и тонкие места нейроархитектур, но сможете предложить методы для решения проблем, то вы станете благодетелем для многих и многих миллионов душ, жизнь которых в новой среде вы сможете сделать безопасной.

В заключение приведу несколько интересных ссылок по теме:

1. Создан чип подобный мозгу
2. В Красноярске детям стали вживлять в мозг специальные чипы
3. Электрод тебе в голову!
4. Чип для мозга
5. Intel обещает к 2020 году создать чипы, имплантируемые в мозг
6. Воплощенные киборги
7. Алексей Лукацкий будет отвечать за вживление чипов в мозг россиян
8. IT-байки: нейроинтерфейс BrainGate - руки и ноги заменит мозг!
9. Анонсирован первый в мире 100-ядерный процессор
10. Искусственный интеллект - это просто!
11. Введение в теорию нейронных сетей
12. Introdunction to Neural Network with Java
13. an Object Oriented Neural Engine
14. Семантическая нейронная сеть, как формальный язык описания и обработки смысла текстов на естественном языке
15. Нейро-компьютерный интерфейс
16. Нейро-компьютерный интерфейс (другая статья)

И напоследок - тест нейро-компьютерного интерфейса:

 

  17

Комментарии

Вау, круто, сейчас попробую переварить всё это.

Повторю утренний коммент - именно такие статьи должны быть основой ТК, а не видео про роботов.

Ну простите, больше не буду.

А вот не надо)) Я не говорю, что это не интересно - интересно и актуально. Просто такие статьи состоящие из роликов, имхо, имеют меньшую ценность, чем данная статья.

Тогда, попробую совместить глубокомысленность и ролики про роботов.

ну что ж могу сказать - ЖДУ =)

Статья хорошая, но мне показалось в ней много воды, в начале засыпал читая, ко второй половине стал вдумываться ,потому что стало интересно..

И вообще, когда трендклаб позволит хоть как то делать текст, пригодным для чтения, ГЛАЗ СЛОМИШЬ, читая сплошным потоком.!!! спасибо за статью все равно. +1

А каких именно средств редактирования вам не хватает?

1.размера шрифта очень не хватает. 2.маркера для выделения текста (заголовков, параграфов, каких то важных элементов текста. Иногда некогда читать весь текст, нужно прочитать только главное) 3. Ну и мелочей, придающих статье выразительность.

p.s. или тут стиль просто такой "строгий"

ну и как уже говорили редактирований комментариев.

Очень круто и тема выбрана удачно!

Прочитал. Очень интересно. - повторюсь - про 48 ядер - толку в поддержки ОС немного,, нужно чтобы поддерживали приложения. - кстати, очень хороша идея именно сопроцессора. Человек существо гордое и вряд ли захочет полностью заменить себе мозг (ну кроме гиков/фриков), а вот помочь себе "думать быстрее" желающие точно найдутся. - спасибо за ссылки - забрал 14,12,11.

Капиттально подошли!

многабукаф, тут согласен. А вот знаете еще что? по поводу искусственного сознания и искусственной личности - очень нарядно тему раскрыл дражайший Роберт Силверберг в рассказе "Как хорошо в вашем обществе". Вообще, чем дальше живу, тем больше убеждаюсь, что незря вместо "героя нашего времени" в школе читал Сильверберга, Бредбери, Азимова, Желязны, Гаррисона etc.

Протестую! В смысле жизни Печорина отразилась вся глубина социальных противоречий эпохи и экономическая модель коммунистического Китая одновременно.

да я не про то. классику я с удовольствием читаю сейчас. А вот любознательность и тягу к развитию во мне заложила именно фантастика :)

Ознакомился. Все очень подробно спасибо.

Отлично написано. Буду ссылочки изучать.

© 2018 Trend Club