Цифровой журнал «Компьютерра» № 160 - Коллектив Авторов

Свойство модульности новой коры крайне упрощает задачу моделирования работы мозга. Победе в конкурсе мега-грантов Швейцарский институт во многом обязан предыдущему проекту Blue Brain, который стартовал в июле 2005 года при поддержке IBM.

К концу 2007 года были объявлены первые результаты. Используя суперкомпьютер серии Blue Brain c восемью тысячами процессоров и программное обеспечение NEURON, исследователям впервые удалось создать на основе биологических данных модель одной нейронной колонки неокортекса крысы. У человека их счёт идёт на миллионы.

Другой важной особенностью Blue Brain является то, что компьютерная симуляция могла автоматически проводить проверку и калибровку перед каждым тестом. Иначе очередной эксперимент всегда проходил бы под влиянием предыдущих.

- Часто можно услышать мнение о том, что число микротранзисторов в многопроцессорных компьютерах уже сопоставимо с общим числом нейронов в коре больших полушарий мозга. Насколько вообще корректно такое сравнение?

- Оно очень обманчиво. В том же проекте Blue Gene работа одного нейрона с трудом моделировалась одним процессором с миллионами микротранзисторов. Вдобавок отдельными алгоритмами описывались особенности синаптической передачи и свойства нервной ткани в целом.

- Какое значение Human Brain может иметь для решения задач в области искусственного интеллекта?

- С трактовкой термина «искусственный интеллект» до сих пор есть некоторые разногласия. Под ним понимают как программу, максимально точно имитирующую процесс мышления человека (сильный ИИ), так и наборы умных алгоритмов для выполнения отдельных узкоспециализированных функций (слабый ИИ). Специалисты обычно подразумевают второе – например, распознавание образов или выработка стратегии игры в шахматы, а сценаристы – первое (SkyNet, VIKI, GLaDOS).

- Можно ли сказать, что, безотносительно конкретной области применения ИИ, задача сводится к тому, чтобы научить его адекватно (то есть желаемым для нас образом) реагировать на раздражители? Самостоятельно учиться делать это с каждым разом лучше и прогнозировать изменение ситуации в будущем по предшествующему и текущему состоянию?

- В конечном счёте, да. Для «слабого» ИИ некоторая замкнутость и узкая специализация – разумное ограничение, но модели «сильного» ИИ требуют иного подхода. Они пытаются имитировать работу мозга, а он постоянно получает извне поток различных сигналов для анализа. Его модель также должна быть открытой, способной корректно обработать или хотя бы отфильтровать сигнал, не предусмотренный разработчиком.

При распознавании текста «умная» программа преобразует определённую посимвольно последовательность «$e$quIpedal0ph0bia» в слово «sesquipedalophobia». В отличие от человека, у неё не может быть боязни длинных слов. Также она не способна догадаться о том, что это был ваш пароль и его не надо было видоизменять.

Другой пример — программа автономного управления беспилотником. Компьютер дрона управляет рулями высоты, ориентируясь на показания альтиметра (и ещё кучу параметров). Что произойдёт, если определяемые значения высоты во время полёта вдруг станут нулевыми, отрицательными или невозможно большими? В программе классического компьютера возникнет сбой, а ИИ должен распознать ошибку и проигнорировать ложные данные.

- Насколько можно судить сейчас, создаваемая в проекте Human Brain модель будет учитывать необходимость открытости?

- Ещё до получения финансирования они указывали на то, что платформа neurorobotics позволит опробовать полученные модели для автономного управления разными роботами. Думаю, благодаря им модель в итоге и получит набор сенсоров и постоянный поток внешних сигналов.

- Новый проект Human Brain оценён в миллиард евро и десять лет работы многих специалистов. Используемый в нём компьютер наверняка войдёт в первые строки рейтинга TOP 500. Всё это ради грубой модели работы пары нейронных колонок?

- На большее пока трудно рассчитывать, но это очень важный шаг. Сейчас мы более-менее осведомлены о структуре коры головного мозга (дошли уже до молекулярного уровня), но при этом имеем очень поверхностные представления о том, как это всё функционирует. Только не надо думать, что если сейчас мы смоделируем две нейронных колонки, то через десять лет осилим сотню – здесь более сложная зависимость.

Помимо очевидной роли в области нейрофизиологии, такая модель требуется для понимания механизма развития психических заболеваний и разработки принципов их объективной классификации. Также она позволит проводить первичный скрининг активных компонентов будущих фармацевтических препаратов и более эффективно решать задачи в области искусственного интеллекта.

К оглавлению

Батарейка тяжёлая! Как и можно ли вообще отключить главный тормоз высоких технологий?

Евгений Золотов

Опубликовано 11 февраля 2013

Под конец прошлой недели на западных форумах и в прессе разгорелся самый настоящий скандал вокруг одного из ключевых элементов планшетки Microsoft Surface Pro. Вы, конечно, слышали об этом устройстве, только что поступившем в продажу: это вторая модель линейки Surface — с процессором x86, обычной MS Windows 8, а потому конкурирующая больше с ультрабуками, нежели с представителями планшетного ряда. Критиков и потенциальных покупателей зацепило поразительное нежелание Microsoft назвать точное время автономной работы новинки. Ни в спецификациях, ни даже на «допросе с пристрастием», устроенном одному из высших лиц корпорации читателями популярного техноресурса Reddit, точной цифры не прозвучало.

Ничего удивительного: в независимых тестах Surface Pro работает от одного заряда батареи около 4 часов — что, скажем прямо, явно недостаточно для топовой, суперсовременной железки, предназначающейся для серьёзных задач. Это, правда, близко к показателям MacBook Air, с которым Microsoft своё новое детище пытается равнять. Но проблема даже не в том, какие устройства Surface Pro превосходит, а каким уступает. Проблема — общая для всех вендоров и любого железа — в том, что вот уже третье десятилетие аккумуляторные батареи топчутся на месте. Не процессоры, не память, не коммуникации стали главным тормозом электроники и техники вообще. Батарейка!

Сегодня именно габариты и возможности аккумуляторных батарей определяют внешний вид и верхнюю границу функциональности всех мобильных устройств, начиная от телефонов и заканчивая носимыми компьютерами. Именно батарея занимает в таких устройствах наибольший объём, и именно с ней приходится «химичить» больше всего — и в прямом, и в переносном смысле, вгоняя конструкцию в запланированные вес и габариты. Батарею лишают оболочки, делают мягкой, совмещают с клавиатурой и корпусом. Но, увы, чем активней эксперименты на изыскательской стадии, тем чаще аккумуляторы становятся причиной головной боли на стадии потребительской. Перегрев, самовозгорание, взрывы аккумуляторных батарей попортили немало крови Apple и сегодня портят её же Самсунгу (вы уже слышали про взорвавшийся Galaxy Note?). И новейший воздушный флот Боинга приземлён по той же самой причине.

Вот она, главная деталь вашего телефона, планшетки, ноутбука, электромобиля. От производителя к производителю, от устройства к устройству форма, химический состав и внутреннее строение литий-ионных аккумуляторов слегка меняются, но базовый принцип остаётся неизменным — а с ним и недостатки

Проблема везде одна и та же: литий-ионная технология. Презентованная в начале 90-х годов прошлого века и к настоящему моменту ставшая стандартом де-факто в аккумуляторном мире, она не подчиняется закону Мура. Для неё нет приятной эмпирической зависимости, которая постулировала бы, скажем, удвоение ёмкости каждые полтора года. Литиевые батареи работают в телефонах, в планшетках, ноутбуках, в электромобилях и самолётах, и везде одно и то же: химические компоненты токсичны, активны и пожароопасны; имеют свойство сильно расширяться при нагреве (то есть в периоды высокой нагрузки и заряда), требуют прочной оболочки, средств аварийного сброса давления; не допускают размещения на гибкой подложке и уменьшения толщины ниже определённого предела. Плюс ко всему — плохая переносимость отрицательных температур, сравнительно короткий срок службы и, наконец, высокая цена.

Доведя ресурс литий-ионной технологии до физического предела, мы всё чаще сталкиваемся с её непредсказуемым поведением. Малейшая неувязка способна выбить такую батарею из эксплуатационных норм: ну нет у неё больше запаса прочности! Слышали, как пользователи iPhone жалуются на iOS 6.1? Мелкая ошибка в операционной системе приводит к разряду батареи чуть быстрее запланированного — и делает смартфон бесполезным. А аккумуляторы на Боинг-787? Судя по отзывам экспертов, никаких фатальных конструктивных дефектов в них нет: просто режим работы оказался слегка отличающимся от расчётного — и это превратило батарею в потенциальную бомбу. И Airbus уже подумывает отказаться от Li-Ion в пользу более старых, но и менее опасных технологий накопления электрической энергии.