Джеф Хокинс - Об интеллекте

Нет причин, по которым интеллектуальная машина должна была бы выглядеть, действовать или чувствовать подобно человеку. Что делает ее интеллектуальной — так это то, что она может понимать и взаимодействовать с ее миром посредством иерархической модели в памяти и может думать о мире таким же способом, как думаете вы и я. Как мы увидим, ее мысли и действия могли бы быть полностью отличающимися от человеческих, но тем не менее она оставалась бы интеллектуальной. Интеллектуальность измеряется предсказательной способностью иерархической памяти, а не человекоподобным поведением.

Давайте обратим наше внимание на наиболее сложную проблему, которая встанет перед нами при построении интеллектуальных машин и создании памяти. Чтобы построить интеллектуальные машины, нам необходимо построить большую систему памяти, которая была бы иерархически организована и работала бы аналогично кортексу. Мы встали бы перед проблемой емкости и большого числа соединений.

Емкость — это первая проблема. Пусть, скажем, в кортексе 32 триллиона синапсов. Если мы представим каждый синапс всего лишь двумя битами (что дает нам 4 возможных значения для синапса) и каждый байт — восемью битами (так что каждый байт представлял бы 4 синапса), то нам было бы необходимо приблизительно 8 триллионов байтов памяти. Жесткий диск современного персонального компьютера содержит примерно 100 гигабайт, так что нам было бы необходимо около 80 современных жестких дисков, чтобы получить то же самое количество памяти, что и в человеческом мозге. (Не беспокойтесь о точных цифрах, потому что это всего лишь предположения). Суть в том, что такое количество памяти определенно можно построить в лаборатории. Нас уже не останавливают тысячные множители, но это все еще не та машина, которую вы могли бы положить в карман или встроить в тостер. Важно то, что количество требуемой памяти не закрывает вопрос, тогда как всего лишь десятилетие назад закрывало бы. Спасает нас тот факт, что нет необходимости воссоздавать человеческий кортекс целиком. Для многих применений достаточно гораздо меньше.

Интеллектуальным машинам будет нужно много памяти. Вероятно, мы начнем их строить, используя жесткие диски или оптические диски, но в итоге мы хотели бы построить их также и в кремнии. Кремниевые чипы маленькие, потребляют мало энергии и прочные. Это всего лишь вопрос времени, когда кремниевые чипы обретут емкость, достаточную для построения интеллектуальных машин. Фактически, у интеллектуальной памяти есть преимущество над обычной компьютерной памятью. Экономика полупроводниковой индустрии базируется на проценте чипов с ошибками. Для большинства чипов даже единичная ошибка делает чип бесполезным. Процент хороших чипов называется выходом. Он определяет, может ли конкретная разработка чипа быть произведена и продана с пользой. Поскольку шансы на ошибку возрастают с увеличением размеров чипа, большинство современных чипов не больше почтовой марки. Индустрия увеличивает количество памяти на единичном чипе не увеличением размеров чипа, а, в основном, делая элементы меньше размером.

Но чипы интеллектуальной памяти будут изначально толерантны к дефектам. Вспомните, что ни один единичный компонент вашего мозга не содержит каких либо важных элементов данных. Ваш мозг теряет тысячи нейронов каждый день, но ваша ментальная емкость спадает на ничтожную величину в течение вашей жизни. Чипы интеллектуальной памяти будут работать на тех же самых принципах, что и кортекс, так что даже если процент этих чипов будет с дефектами, чипы все равно будут полезны и коммерчески жизнеспособны. Наиболее вероятно, изначальная толерантность мозгоподобной памяти к ошибкам позволит дизайнером разрабатывать чипы значительно большие и более плотные, чем современные чипы компьютерной памяти. Результат таков, что мы сможем воплотить мозг в кремнии гораздо раньше, чем показывают текущие тенденции.

Вторая проблема, которую нам необходимо преодолеть — это количество соединений. В реальном мозге очень большое количество субкортикального белого вещества. Как мы упоминали ранее, белое вещество состоит из миллионов аксонов, идущих чуть ниже кортикального слоя, соединяя различные области кортикальной иерархии. Отдельный нейрон в кортексе может соединяться с пятью-десятью тысячами других нейронов. Такой вид сильно параллельного соединения сложно или невозможно реализовать, используя традиционные технологии кремниевого производства. Кремниевые чипы делаются путем наложения нескольких слоев металла, разделенных слоями изоляции. (Этот процесс не имеет ничего общего со слоями кортекса). Слои металла содержат «провода» чипов, и поскольку провода не могут пересекаться внутри одного слоя, общее число проводов ограничено. Это не годится для мозгоподобной системы памяти, где необходимы миллионы соединений. Силиконовые чипы и белое вещество не совсем совместимы.

Много инженерной и экспериментаторской работы необходимо для решения этой проблемы, но нам известны базовые принципы того, как она будет решена. Электрические провода посылают сигналы гораздо быстрее, чем аксоны нейронов. Единичный провод на чипе может быть использован для множества различных соединений, тогда как в мозгу каждый аксон принадлежит только одному нейрону.

Пример из реального мира — система телефонии. Если б мы проложили линии от каждого телефона к каждому другому телефону, поверхность планеты была бы зарыта под джунглями медных проводов. Вместо этого все телефоны используют относительно небольшое количество высокоскоростных каналов. Этот метод работает, пока емкость каждого канала гораздо больше емкости, требуемой для передачи единственного разговора. Телефонная система удовлетворяет этому требованию: единственное оптоволокно может передавать миллионы разговоров одновременно.

В реальном мозге для общения любых двух нейронов существует отдельный аксон, но мы можем построить интеллектуальные машины по принципу телефонной системы, отдавая соединения в совместное использование. Верите или нет, некоторые ученые многие годы думают над тем, как решить проблему мозгового чипа. Даже хотя операции в кортексе оставались загадкой, исследователи знали, что когда-нибудь мы решим эту головоломку, и затем мы должны предстать перед вопросом количества соединений. Нет необходимости рассматривать здесь различные подходы. Достаточно сказать, что количество соединений может стать огромнейшим техническим препятствием, с которым мы столкнемся при построении интеллектуальных машин, но мы должны суметь преодолеть его.

Как только технологические вопросы будут преодолены, не останется фундаментальных проблем, препятствующих построению действительно интеллектуальных систем. Да, есть множество вопросов, которые должны быть решены, чтоб сделать эти системы маленькими, недорогими и с низким энергопотреблением, но больше ничего не будет стоять на нашем пути. Ушло пятьдесят лет на то, чтоб от компьютеров размером с комнату прийти к карманным компьютерам. Но поскольку мы начинаем с продвинутой технологической позиции, тот же самый путь для интеллектуальных машин должен быть пройден гораздо быстрее.