Нижегородские ученые придумали, как управлять нейросетью с помощью шума
Нижегородские ученые вместе с зарубежными коллегами сделали большой шаг к созданию полноценных компьютеров, имитирующих работу мозга человека. Такие компьютеры - это горизонт очередной технической революции. Их основа - так называемые мемристоры ("сэндвич" со слоями металл - диэлектрик - металл), имитирующие работу нейронов. Эти компьютеры совместимы с человеческим мозгом, могут иметь размеры с пылинку и обладают огромной скоростью обработки информации.
Еще в прошлом году нижегородцам удалось создать действующие прототипы чипа на мемристорах и живых нейронных сетях. Но тогда же была обнаружена одна проблема: процессы в таких системах них не всегда предсказуемы и контролируемы.
Можно привести аналогию, скажем, с океаном: современная наука не может точно предсказать, куда направится каждая океаническая волна, какой она будет. Тем не менее, недавно команда исследователей опубликовала в научном журнале Chaos, Solitons & Fractals работу, в которой, впервые в мире, описывается метод управления процессами в мемристорах стохастическим резонансом.
- Оказалось, что управление в мемристорах можно реализовать за счет шума (то есть совокупности разнообразных синалов, не имеющих какой-либо явной системы), - рассказал корреспонденту "РГ" один из авторов работы, завкафедрой кафедрой "Математические методы в радиофизике" Университета Лобачевского, доктор физико-математических наук Александр Дубков. - Подавая его на мемристор вместе с каким-либо простым периодическим электрическим сигналом, меняя его интенсивность, мы можем изменять поведение системы, усиливать его на выходе. При шуме средней интенсивности обнаруживается некий пик. Это и есть стохастический резонанс, который описан в нашей работе и который есть способ управления системой. От обычного резонанса (скажем, во всем известном примере, когда частота шагов солдат на мосту совпадает с внутренней частотой колебаний моста и последний начинает вибрировать) в роли частоты здесь выступает интенсивность шума, которую мы можем регулировать, четко управляя мемристором.
Получается, что устранено главное препятствие к созданию полноценного нейроподобного компьютера на мемристорах - нестабильность и непредсказуемость. Шумы удалось привлечь к "сотрудничеству".