Мережі з нанодроту можуть навчатися та запам'ятовувати, як людський мозок

Міжнародна група вчених під керівництвом Сіднейського університету перевірила здатність мережі з

нанодроту виконувати складні когнітивні завдання, характерні для складної нервової системи. Аналіз показав, що мережі, що імітують фізичну структуру мозку, можуть навчатися та запам'ятовувати дані.

Для тестування своєї мережі вчені використалимодифікований аналог задачі n-назад (англ. n-back). Це популярний експеримент, який використовується в нейрофізіології та психології для оцінки пам'яті. При проведенні тесту випробуваний, якому пред'являють серію зображень (візуальний тест) або називають предмети (тест на слух), повинен вказати, коли той чи інший предмет зустрічався n-кроків назад. 

Наприклад, таке завдання може включатидемонстрацію послідовності букв, і людині треба сказати, коли та сама літера зустрічалася 1, 2 і більше кроків тому. Середній для більшості людей результат у такому завданні — 7. Це означає, що більшість людей можуть розпізнати те саме зображення, що з'явилося сім кроків тому.

Дослідники виявили, що мережа знанодроту також здатна «запам'ятовувати» бажану кінцеву точку в електричному ланцюзі на сім кроків тому. "Ми маніпулювали напруженнями кінцевих електродів, щоб змусити шляхи змінитися замість того, щоб дозволити мережі просто робити свою справу", - пояснює Алон Леффлер, співавтор дослідження.

Серія експериментів показала, що під зовнішнімвпливом наносити «навчалася» і її пам'ять «зміцнювалася»: мережа запам'ятовувала шляхи, запропоновані вченим і з часом зв'язок, що сформувалася, не зменшувалася. Це нагадує роботу синаптичної мережі, зазначають вчені, одні зв'язки посилюються, інші — слабшають і в результаті навчання формуються стійкі зв'язки.

Формування стійких зв'язків у мережі з нанодроту. Зображення: Alon Loeffler, University of Sydney

Мережі з нанодроту - це тип нанотехнологій,зазвичай виготовляються з крихітних срібних дротів з високою провідністю. Невидимі неозброєним оком частинки, покриті пластиковим матеріалом, розкидані безладно, щоб сформувати сітку. Такі дроти завдяки своїм властивостям імітують фізичні властивості мозку: мережа нейронів, пов'язаних за допомогою синапсів.

Використання таких мереж відкриває великекількість реальних додатків: наприклад, створення роботизованих пристроїв та сенсорів, яким необхідно швидко приймати рішення у непередбачуваних умовах.

Читати далі:

З'явилася фото всередині другої найглибшої підводної вирви у світі

Подивіться, що сталося з Меркурієм, коли він максимально наблизився до Сонця

Вчені готові визнати нове дерево найстарішим у світі

На обкладинці: мережа з нанодроту (праворуч) імітує складні зв'язки нейронів головного мозку (ліворуч). Зображення: University of Sydney