Полувековой мост между нейробиологией и искусственным интеллектом был восстановлен благодаря недавно раскрытому сверхбыстрому механизму обучения, вдохновленному мозгом, который используется для ускорения существующих алгоритмов обучения искусственному интеллекту на основе небольших наборов данных.
[penci_related_posts title=»Вам также может быть интересно» number=»4″ style=»list» align=»none» displayby=»cat» orderby=»random»]
Источником алгоритмов машинного и глубокого обучения, которые все больше влияют практически на все аспекты нашей жизни, является механизм обучения синаптических (весовых) сил, связывающих нейроны в нашем мозгу. Пытаясь подражать этим функциям мозга, исследователи соединились между нейробиологией и искусственным интеллектом более полувека назад. Однако с тех пор экспериментальная нейробиология непосредственно не продвинулась в области машинного обучения, и обе дисциплины — нейробиология и машинное обучение — похоже, развивались независимо.
Исследователи раскрывают, что они успешно восстановили мост между экспериментальной нейробиологией и продвинутыми алгоритмами обучения искусственному интеллекту. Проводя новые типы экспериментов на нейронных культурах, исследователи смогли продемонстрировать новый ускоренный мозговой механизм обучения. Например, когда механизм использовался для искусственной задачи распознавания рукописных цифр, его показатели успеха значительно превосходили широко используемые алгоритмы машинного обучения.
Чтобы восстановить этот мост, исследователи намеревались доказать две гипотезы: общее предположение о том, что обучение в мозге чрезвычайно медленное, может быть ошибочным, и что динамика мозга может включать механизмы ускоренного обучения. Удивительно, но обе гипотезы подтвердились.
«Считается, что этап обучения в нашем мозге обычно длится десятки минут или даже больше, в то время как в компьютере он длится наносекунду или миллион раз быстрее», — говорит ведущий автор исследования профессор Идо Кантер из Bar. Физиологический факультет Иланского университета и Мультидисциплинарный исследовательский центр мозга им. Гонды (Голдшмид). «Хотя мозг чрезвычайно медленный, его вычислительные возможности превосходят или сопоставимы с типичными современными алгоритмами искусственного интеллекта», — добавил Кантер, которому в исследовании помогали Шира Сарди, доктор Рони Варди, Юваль. Меир, доктор Амир Гольденталь, Шири Ходасман и Яэль Тугендфафт.
Эксперименты команды показали, что адаптация в нашем мозгу значительно ускоряется с частотой тренировок. «Обучение, наблюдая одно и то же изображение 10 раз в секунду, так же эффективно, как и наблюдение одного и того же изображения 1000 раз в месяц», — говорит Шира Сарди, основной участник этой работы. «Повторение одного и того же изображения ускоряет адаптацию в нашем мозгу к секундам, а не к десяткам минут. Возможно, что обучение в нашем мозгу происходит даже быстрее, но за пределами наших нынешних экспериментальных ограничений», — добавил доктор Рони Варди, еще один основной участник исследования. исследование. Использование этого недавно открытого интеллектуального механизма ускоренного обучения значительно превосходит широко используемые алгоритмы машинного обучения, такие как распознавание рукописных цифр, особенно там, где для обучения предоставляются небольшие наборы данных.
Ожидается, что реконструированный мост от экспериментальной нейробиологии к машинному обучению будет способствовать развитию искусственного интеллекта и особенно сверхбыстрого принятия решений на ограниченных примерах обучения, аналогично многим обстоятельствам принятия решений человеком, а также роботизированному управлению и оптимизации сети.
Источник:
Университет Бар-Илан
Фото: shutterstock