Актуальное

Диалог без перевода. Мозг человека и искусственный интеллект заговорят на одном языке

21/02/2022
автор Inno Clusters

За годы общения с руководителем лаборатории нейрофизиологии и нейрокомпьютерных интерфейсов биологического факультета МГУ профессором Александром КАПЛАНОМ было затронуто много важных вопросов, интересующих нейрофизиологов (даже особенностей медитации буддистских монахов), но ни разу не обсуждали возможности искусственного интеллекта (ИИ) в нейрофизиологии. Сегодня ученый рассказывает о перспективном междисциплинарном проекте – создании канала прямой связи между мозгом и искусственным интеллектом.

– Термин «интеллект» оказался общим для мозга и для машин, поскольку вычислительная техника в последнее время решает, несомненно, интеллектуальные задачи. И даже лучшие шахматисты и игроки в го проигрывают машинам. Как понять, они думают или просто выполняют программы? Специалисты делят ИИ на слабый и сильный. Слабый действует только по программе, шаг в сторону – и он не в состоянии справиться, скажем, с неожиданным шахматным ходом. А сильный? Математик Алан Тьюринг в 1950 году предложил тест для оценки машинного интеллекта. Несколько экспертов в течение пяти минут посылают вопросы человеку и компьютеру. Тест пройден, если не менее чем на 30% вопросов компьютер ответит, по мнению экспертов, как человек. Но лишь один раз тест был выполнен на 33% – не так-то просто научить машину думать.

Однако очень соблазнительно сделать ее помощником мозгу человека. Ведь, несмотря на грандиозные возможности, его быстродействие и память ни в какое сравнение не идут с достижениями современных компьютеров. А они, в свою очередь, лишены интуиции, озарения, воображения, присущих человеку-творцу. Нобелевский лауреат по физике Ричард Фейнман утверждал, что ни одно крупное открытие в науке не было сделано алгоритмическим путем, то есть посредством аналитических выкладок. Ученые догадываются, как устроена природа, свидетельствовал Фейнман. Наша лаборатория не ставила цель создать думающий ИИ, мы пошли другим путем.

Читателям «Поиска» известны наши нейроинтерфейсные системы. Они передают команды от мозга человека напрямую компьютеру, используя его электрическую активность, для управления, скажем, инвалидным креслом или устройством, печатающим буквы на мониторе. Так почему бы, воспользовавшись этой возможностью, не пристыковать к компьютеру искусственные нейронные сети, которые таким образом наберутся от человека ума-разума? Представляете, как далеко мы продвинемся в науке и технологиях, если дополним творческий потенциал мозга заоблачной памятью и быстродействием ИИ! Для этого человеку достаточно надеть шапочку с вмонтированными в нее сенсорами для регистрации электроэнцефалограммы. Все остальное – регистрация, расшифровка сигнала, формирование канала связи с ИИ – дело техники, программного обеспечения и инженерных схем.

– Не проще ли просто поставить задачу ИИ, и он покажет, на что способен?
– Подобные задачи ставятся перед все более мощными системами ИИ уже более 50 лет, но дальше расчетов по алгоритмам дело не идет. А искусственные нейронные сети начали эффективно работать только несколько лет назад, когда удалось освоить совершенные алгоритмы. Однако творческие задачи для них по-прежнему недоступны. Поэтому и возникла идея сделать канал связи «мозг – ИИ», чтобы по запросам ИИ мозг мог бы подбрасывать ему творческие идеи.

– Звучит красиво, но возможно ли это?
– Пока никто в мире этого не добился. Но стартовал наш проект создания нейроинтерфейсов 5.0. Он позволит разработать двухстороннюю коммуникацию между мозгом человека и элементами ИИ – кластерами искусственных нейросетей разного предназначения. Задача в том, чтобы для начала научить их распознавать в электрической активности мозга ответы «да» и «нет». А еще лучше по шкале «горячо – холодно». Такие эксперименты уже ведутся, и мы уверены: задача решаемая. Но это лишь первая часть работы. Самое важное впереди: предстоит научить ИИ формулировать и проверять гипотезы. Подход для этого у нас есть. Представьте, я вообразил некий объект, например, апельсин, а мою электроэнцефалограмму анализируют искусственные нейронные сети. Они должны отгадать, что я задумал.

– Извините, но современные ИИ уже распознают лица людей, марки машин… В чем новизна?
– Действительно, на сайте ImageNet выложены около 15 миллионов подписанных картинок более чем 22 тысяч категорий. С их помощью можно натренировать подходящую искусственную нейронную сеть распознавать чуть ли не любые картинки. Но в нашем случае сеть определяет на реальную картинку, а образ, запечатленный в мозге человека и воспроизведенный энцефалограммой. На начальном этапе сеть сможет «прочитать» лишь небольшое число объектов, воображаемых испытуемым. Ее задача по характеристикам ЭЭГ догадаться, какой объект он задумал. Не имея первоначальной информации, сеть предъявит первый попавшийся образ из числа имеющихся у нее в запасе, скажем, паровоз вместо задуманного мной апельсина. Теперь, внимание: эта картинка по системе нейроинтерфейсов 5.0 будет показана на экране монитора. И мозг, не колеблясь, ответит в энцефалограмме: холодно. Так запускается процедура выдвижения и проверкой ЭЭГ картинок, представляемых самим ИИ. В конце концов он доберется до «апельсина», и мозг согласится: горячо.

Увеличивая число тестируемых объектов, сеть не только научится «читать» по ЭЭГ образы, но и фактически сможет скопировать в своем ментальном пространстве очередность близких образов в голове у человека. И мозг, в свою очередь, не останется в стороне: в трудных случаях благодаря своей пластичности он так подстроит свою ЭЭГ, чтобы распознавание очередного объекта произошло точнее и быстрее. Так в автоматическом режиме сформируется канал общения «мозг – ИИ», выработается новый мозг-машинный язык. Откроется, наконец, возможность прямого обращения мозга и ИИ без перевода. Чтобы в результате помочь, например, человеку (хозяину) вспомнить забытый номер телефона, поймать куда-то «убежавшую» мысль. Но это уже следующий этап.

– С небес на землю. Сможет ли ваш необыкновенный тандем помогать больным?
– Безусловно. В первую очередь пациентам с ослабленными когнитивными способностями. На этапе внедрения технологий нейроинтерфейсов 5.0. будем помогать людям, страдающим от нарушений памяти, чтобы нейроинтерфейс мог им подсказывать. Это существенно облегчит жизнь больных с нейродегенеративными расстройствами (болезнью Альцгеймера, старческой деменцией, рассеянным склерозом). Надеемся, это позволит активизировать память за счет автоматизированного ее тестирования.

– Похоже просто на механическую подсказку?
– Но основана она будет на мысленных усилиях человека – активизации процессов вспоминания, расшифрованных нейроинтерфейсом по ЭЭГ. Тогда мозг сумеет, как мы рассчитываем, закрепить усилия больного. В перспективе эта технология поможет и при нарушениях речи: если задуманное слово не удается выговорить, то с помощью ЭЭГ оно будет отображено на экране монитора, тем самым подкрепив усилия пациента.

– Представьте, пожалуйста, вашу команду. Кто участвует в проекте?
– Проект мультидисциплинарный, поэтому мы пригласили не только нейро- и психофизиологов, но и математиков, программистов, лингвистов, медиков, даже философов-логиков. Кооперируемся со многими факультетами МГУ, а также с Центром нейротехнологий и машинного обучения госуниверситета им. И.Канта и Федеральным центром мозга и нейротехнологий ФМБА России. Проект стартовал в прошлом году, а завершится в 2025-м.

 

Источник: poisknews.ru