Ник Бостром - Искусственный интеллект

Работа над полной эмуляцией мозга не предполагает, что исследователи должны разбираться в процессе познания или программировании искусственного интеллекта. Им нужно лишь быть высокими профессионалами в таком вопросе, как низкоуровневые функциональные характеристики базовых вычислительных элементов мозга. Для успешно проведенной эмуляции не потребуются ни фундаментальные концепции, ни теоретические открытия.

Без применения самых передовых технологий полная эмуляция головного мозга практически неосуществима. Прежде всего нужно, имея в наличии необходимое оборудование и соблюдая все условия, провести три главные манипуляции:

1)- сканирование — высокопроизводительные микроскопы с хорошим разрешением, дающие возможность обнаружить нужные свойства;

2)- трансляция — автоматизированный анализ изображений для перевода исходных данных сканирования в связанную трехмерную модель из релевантных вычислительных элементов;

3)- моделирование — компьютер, достаточно мощный для обработки полученной оцифрованной структуры.

По сравнению с перечисленными этапами, связанными с довольно напряженным и высокоточным трудом (см. табл. 4), покажется относительно незамысловатым делом разработать базовую виртуальную реальность или роботизированную внешность с аудиовизуальным каналом для ввода данных и каким-нибудь простым каналом для их вывода. Отвечающие минимальным требованиям простые системы ввода и вывода, похоже, можно получить, даже с помощью имеющихся под рукой технологий и оборудования23.

Таблица 4.Технологии, необходимые для полной эмуляции мозга человека

Ска­ни­ро­ва­ние

Предварительная обработка/фиксация

Подготовка тканей, сохранение их микроструктуры и состояния

Физические манипуляции

Методы манипуляции тканями мозга и их срезами до, во время и после сканирования

Получение изображения

Объем

Возможность сканировать весь объем мозга в приемлемые сроки и с приемлемыми издержками

Разрешение

Разрешение должно быть соответствующим для реконструкции

Функциональная информация

Возможность обнаружить все функционально значимые свойства ткани

Транс­ля­ция

Обработка изображений

Коррекция пропорций

Устранение диспропорций из-за несовершенства сканирования

Интерполяция данных

Восполнение утерянных данных

Устранение помех

Повышение качества изображения

Трассировка данных

Определение структуры и ее обработка для получения цельной трехмерной модели ткани

Интерпретация изображения

Идентификация типа клетки

Идентификация типа клетки

Идентификация синапса

Идентификация синапсов и видов синаптических контактов

Оценка параметров

Оценка функционально значимых параметров клеток, синапсов и прочих объектов

Создание базы данных

Создание эффективного хранилища полученной информации

Модель нейронной системы

Математическая модель

Модель совокупности объектов и их поведения

Эффективная реализация

Реализация модели

Мо­де­ли­ро­ва­ние

Хранение

Хранение оригинальной модели и ее текущего состояния

Пропускная способность

Эффективная межпроцессорная связь

Микропроцессор

Мощность процессора, достаточная для запуска модели

Моделирование организма

Моделирование организма, способного существовать в виртуальной среде и взаимодействовать с внешним миром посредством роботизированных механизмов

Моделирование взаимодействия со средой

Виртуальная среда для виртуального организма

Мы неслучайно надеемся, что необходимые инновационные технологии пусть не в ближайшем будущем, но когда-нибудь станут достижимыми. У нас уже существуют более или менее точные компьютерные модели многих типов биологических нейронов и нейронных процессов. Разработано программное обеспечение для распознавания образов, способное отследить аксоны и дендриты в стопке двумерных изображений (хотя их точность еще предстоит повысить). Имеются средства съемки с нужным разрешением — с помощью сканирующего туннельного микроскопа можно «увидеть» отдельные атомы, причем с разрешением гораздо выше необходимого. Полная эмуляция головного мозга человека потребует весьма мощного технологического прорыва — и это отлично понимают все исследователи; однако имеющийся на сегодняшний день багаж знаний и возможностей дает все основания полагать, что нет никакого непреодолимого барьера для появления нужных технологий24. Например, необязательно иметь микроскопы с высочайшим разрешением — должны быть просто очень мощные микроскопы. Слишком затратно по времени и стоимости использовать для съемки исследуемого материала туннельные сканирующие микроскопы с атомным разрешением. Наверное, более оправданным стало бы применение электронных микроскопов с меньшим разрешением, что, естественно, потребует лучшего обеспечения видимости важных элементов, скажем, синаптической микроструктуры, — в свою очередь, это повлечет разработку новых методов подготовки и окраски кортикальной ткани. Уже пора задуматься над такими вопросами, как расширение нейровычислительных библиотек, усовершенствование автоматизированной обработки образов и интерпретации результатов сканирования.

Осуществимость полной эмуляции головного мозга человека не зависит от теоретических разработок так сильно, как, скажем, создание искусственного интеллекта; загрузка разума в основном возлагается на технологические возможности. Требования к технологиям определяются лишь уровнем абстракции, на котором происходит эмулирование. В этом смысле придется искать баланс между теорией и технологией. С одной стороны, чем слабее наше сканирующее оборудование, чем менее производительны компьютеры, тем меньше мы можем рассчитывать на низкоуровневое имитационное моделирование физико-химических процессов головного мозга и тем больше потребуется теоретического понимания вычислительной архитектуры, которую мы стремимся моделировать, чтобы создать более абстрактные представления значимой функциональности25. С другой стороны, при достаточном количестве и качестве передовой сканирующей техники и сверхмощных вычислительных средств нам вряд ли понадобятся сильная теоретическая подготовка и профессиональные знания о происходящих в мозгу процессах — ведь при условии «технологического изобилия» мы сможем решить задачу моделирования методом простого перебора — то есть элементарно «в лоб». Правда, есть третий вариант: давайте проведем эмуляцию мозга на уровне элементарных частиц, то есть отнесемся к мозгу как к квантовомеханической системе и решим нашу проблему с помощью уравнения Шрёдингера. В этом случае — совсем крайнем по своей маловероятности — нам придется вовсе абстрагироваться от биологической модели и опираться исключительно на существующие знания физики. Но все размышления на тему элементарных частиц умозрительны, поскольку сразу возникает вопрос о требованиях, которые будут предъявляться к вычислительной мощности и обработке данных, — условия для нас совершенно невыполнимые. Гораздо более правдоподобным вариантом могла бы стать эмуляция отдельных нейронов и их матрицы смежности с построением структуры их дендритных деревьев и, возможно, каких-то статических переменных, описывающих индивидуальные синапсы; при этом, не трогая по отдельности молекулы-нейротрансмиттеры, возможно будет моделировать изменение их концентрации в виде грубой структуры.