Нейрокомпьютерные системы 2

Нейрокомпьютерные системы

Введение

Десять лет назад в США, а затем в Японии и странах ЕЭС были развернуты широкомасштабные национальные и международные программы исследований и разработок, направленные на создание нейрокомпьютеров - ЭВМ на основе искусственных нейронных сетей, обладающих развитым интеллектом и программируемых путем обучения на примерах решения задач. Исследования в этой области проводились еще с начала 60-х годов и считались равными по важности созданию атомной бомбы. Большинство разработок было связано с "интеллектуализацией" систем оружия и велось под покровом секретности. Да и сейчас далеко не все такие исследования носят открытый характер, хотя теперь это вызывается скорее коммерческими соображениями. Отчасти этим можно объяснить практически полное отсутствие технических подробностей в появляющихся время от времени сообщениях прессы о разработках в данной области. Однако сегодня, когда сроки завершения большинства из объявленных исследовательских программ приближаются либо уже истекли, скудость сообщений средств массовой информации, равно как и отсутствие других признаков приближения эры нейрокомпьютеров, вызывает опасение, что выполнение этих программ находится под угрозой и они готовы разделить участь небезызвестного японского проекта интеллектуальной ЭВМ 5-го поколения.

По оценкам компании Busines Communications Company Inc., в конце 1992 г. объем мирового рынка нейрокомпьютеров составлял $120 млн. (аппаратное обеспечение) и $50 млн. (программное обеспечение). Предсказывалось, что к 2000-му году он вырастет до $790 и $260 млн. соответственно. В то же время неослабевающая научная активность в этой области позволяет надеяться, что в недрах лабораторий вызревает некое "нейронное сверхоружие", способное в одночасье решить остающиеся проблемы и предложить качественно новые интеллектуальные системы, которые сменят традиционные и уже привычные ЭВМ. Некоторые новые результаты исследований украинских ученых позволяют надеяться на такой поворот событий уже в самом ближайшем будущем.

Действительно, не имея ни современного оснащения, ни сколько-нибудь приличного финансирования, находясь вдали от международных научных центров, невозможно не то что повлиять на выполнение эпохальных программ, в которых занят цвет мировой науки, но получить хотя бы мало-мальски заметный результат. Однако не стоит спешить с оценками. Экспресс мирового прогресса достаточно часто проскакивает полустанки, на которых стоило бы повернуть стрелки.

Создатели первых моделей ИНС следовали скорее интуиции, чем точному расчету. Несмотря на это, созданные системы демонстрировали поразительную способность к обучению, что было воспринято как вызов сторонниками идеи построения систем искусственного интеллекта на основе математической логики. Последние, в числе которых были такие авторитетные ученые, как М.Минский, выявив недостатки, присущие простейшей модели перцептрона, объявили эксперименты с ИНС чуть ли не шарлатанством. Это повлекло за собой спад исследований в данной области, продолжавшийся до начала 80-х годов.

Возрождению интереса к ИНС способствовал ряд обстоятельств:

· трудности с реализацией логических систем искусственного интеллекта, создаваемых в рамках японского проекта ЭВМ 5-го поколения;

· появление принципиально новых идей в отношении организации памяти и обучения нейросетей;

· заметное отставание темпов роста производительности ЭВМ от стремительного увеличения потребности в высокопроизводительных вычислениях.

Последнее стимулировало интенсификацию исследований в области параллельных вычислений и многопроцессорных систем. ИНС как естественные высокопараллельные системы, способные решать сложные неформализованные задачи, снова оказались в центре внимания ученых. Ключевую роль при этом сыграла работа Д.Хопфилда, сулившая радикальное решение проблемы обучения, бывшей камнем преткновения для перцептрона. Результаты исследований. В период 1983-86 гг. работы в области ИНС принимают характер настоящего бума. В США, Японии и странах ЕЭС разворачиваются крупные государственные программы исследований, ставящие целью создание к 1995 г. опытных образцов и освоение до 2000 г. массового производства нейрокомпьютеров - ЭВМ нового поколения на основе ИНС. Вот наиболее известные из этих программ:

· США - программа DARPA - Управления перспективного планирования НИР военного применения - 1987-1995 гг. - 400 млн. долл.;

· Япония - программа Human Frontier - 1988-1996 гг. - 1 триллион иен (6,6 млрд. долл.);

· ЕЭС - программа BRAIN (Basic Research on Adaptive Inteligence - Базовые исследования адаптивного интеллекта) - 1988-1996 гг. - 1,2 млн. долл. ежегодно.

Уже в 1987 г. в США состоялись две международные конференции по нейронным сетям, на одной из которых было представлено около 400, а на второй - более 150 докладов. Проведение таких международных форумов по ИНС становится регулярным, а их число вскоре достигает нескольких десятков в год. На наиболее представительной из последних конференций, ICNN-96 (США), было представлено более 500 докладов [5]. В Европе только за сентябрь 1997 г. на конференциях EUFIT-97 (Германия) и ICIAP (Италия) прочитано около сотни докладов по ИНС.

Атмосферу нейрокомпьютерного бума, охватившую мир в конце 80-х, характеризует высказывание президента США Буша, который в связи с бурным развитием ИНС назвал 90-е годы "десятилетием моз