Фізики створили електричну мережу, яка здатна вчитися

Группа ученых под руководством физика Сэмюэла Диллаву собрала небольшую электрическую сеть, соединив

випадковим чином 16 резисторів.Дослідники встановлюють напругу для певних вхідних вузлів та зчитують показники вихідних вузлів. Самостійно регулюючи резистори, мережа навчилася робити бажані дані для заданого набору вихідних значень.

«Мережа була налаштована для виконання множинипростих завдань ІІ, - каже Діллаву. — Наприклад, вона може розрізняти три види квіток ірису з точністю понад 95% на основі чотирьох параметрів: довжини та ширини пелюсток та чашолистків».

Для машинного навчання ІІ, як правило,використовують штучні нейронні мережі. Такі мережі зазвичай існують лише у пам'яті комп'ютера. Нейронна мережа складається з точок або вузлів, кожен з яких може набувати значення від 0 до 1, з'єднаних ребрами. Кожне ребро має вагу залежно від значень у вузлах. Під час навчання такої системи потрібно проводити регулювання ваги ребер, щоб отримати потрібний результат.

«Це складна проблема оптимізації, яказначно зростає зі збільшенням розміру мережі та вимагає великої кількості обчислювальних ресурсів», — зазначає Діллаву. — Ситуація ускладнюється тим, що всі ребра мають налаштовуватися одночасно».

Щоб оминути цю проблему, фізики шукали системи, які б налаштовувати себе без зовнішніх обчислень.

У своєму дослідники вчені збудували двіідентичні мережі одна над одною. У замкненій мережі вони подавали напругу та фіксували на вихідних елементах потрібні значення. У відкритій мережі встановлювалася лише напруга на вхідному резистори.

Система регулювала опір на резистораху двох мережах залежно від різниці напруг між ідентичними вузлами у кожній з них. За кількох ітерацій ці коригування привели всі напруження у всіх резисторах у двох мережах у відповідність. Система навчилася видавати правильні вихідні дані заданих вихідних значень.

Фото: Science

«Це налаштування вимагає незначних обчислень,— каже Діллаву. —Системі потрібно лише порівняти падіння напруги на відповідних резисторах у замкненій та вільній мережах за допомогою компаратора. Наша робота доводить важливу можливість нового методу машинного навчання, який вимагає великих обчислень».

Читати далі:

"Джеймс Вебб" зробив найчіткішу фотографію зірки в історії

Добровільна смерть. Розповідаємо, як працює процедура евтаназії в усьому світі

Вчені натрапили на археологічну аномалію 1500-річної давності