Если вы читаете заголовки и верите им, кажется, что ученые очень близки к тому, чтобы объединить человеческий мозг с ИИ. В середине декабря 2023 года статья Nature Electronics вызвала шквал волнений по поводу прогресса на этом трансчеловеческом фронте:
«Биокомпьютер объединяет выращенную в лаборатории ткань мозга с электронным оборудованием»
«Система, которая объединяет клетки мозга в гибридную машину, может распознавать голоса»
«Brainoware: новаторский искусственный интеллект и синтез мозговых органоидов»
Ученые пытаются внедрить ткань человеческого мозга в искусственные сети, потому что ИИ работает не так хорошо, как мы привыкли думать. ИИ использует огромное количество энергии для параллельной обработки данных, в то время как человеческий мозг использует мощность лампочки для выполнения аналогичных задач. Итак, дизайнеры ИИ стремятся отобрать у людей некоторые части, чтобы искусственные сети работали так же эффективно, как человеческий мозг. Но давайте на время отложим факт недостатков ИИ и рассмотрим эту новую инновацию в области киборгов.
Прорыв в области биокомпьютеров, о котором сообщили Хунвэй Цай и др. в Nature Electronics предполагает создание мозгового органоида . Это клубок искусственно культивированных стволовых клеток, которые уговорили превратиться в нейроны.
Клетки не берутся из чьего-то мозга, что избавляет нас от некоторых этических проблем. Но поскольку в этом скоплении нейронов нет кровеносных сосудов, как в нормальной мозговой ткани, органоид не может существовать долго. Таким образом, в конечном итоге перспектива обучения органоидов на наборах данных в настоящее время не кажется практичной с экономической точки зрения.
Но это не остановит эти исследования. Стремление к плавной интеграции биологии и технологий сильно. Но можно ли это сделать? И почему так много ученых-исследователей и финансирующих организаций полагают, что это возможно?
ТРАНСЧЕЛОВЕЧЕСКИЕ НАДЕЖДЫ
В основе надежд трансгуманиста лежит философия материализма , которая следует примерно такой логике: живые системы состоят из материи и энергии: взаимодействия всей материи и энергии могут быть представлены в коде, а материал, используемый для создания биоаппаратуры, должен быть не имеет значения и может быть синтетическим.
С такими основополагающими предположениями трансгуманисты уверены, что смогут научиться модернизировать биологическое «оборудование» с помощью небиологических материалов, перепрограммировать биологическое «программное обеспечение» после взлома его «кода», а также смешивать и совмещать его с электроникой для расширения человеческих возможностей.
Когда исследователи интегрируют ткань мозга в искусственную сеть, они относятся к ней так, как если бы это было оборудование, с которым они привыкли работать. Они видят каждый нейрон либо включенным, либо выключенным, сработавшим или нет, подобно электронному переключателю, и видят, что дендриты соединяются с другими нейронами, как провода.
Они считают, что более сильные связи между нейронами «взвешиваются» в статистическом смысле посредством дифференциальных повторяющихся взаимодействий.
Не случайно, если бы такие мыслящие люди начали оказывать свое влияние в сфере образования, они бы относились к студентам как к нейронным сетям, которые можно запрограммировать путем механического запоминания, и предполагали бы, что они могут лучше вызвать целевую реакцию, просто применяя поощрения и наказания. Эта техника производит автоматов, а не критически мыслящих людей. Но это уже другое эссе.
ОРГАНОИДЫ МОГУТ ОБЛАДАТЬ ДРУГИМ ТИПОМ ИНТЕЛЛЕКТА
Если исследователи будут думать о живых системах как о цифровых компьютерах, у них возникнут проблемы с их органоидами. Что, если нейроны обрабатывают информацию совсем не так, как искусственные нейронные сети? Что, если нейроны общаются друг с другом, распространяя биоэлектрические волны через среду? а что если, когда они стреляют, это похоже на то, как капли дождя создают концентрические кольца в луже воды, а сталкивающиеся концентрические кольца создают интерференционные картины? А если это сложно?
Исследователи в моей области, биосемиотике, сейчас задаются такими вопросами. И в их представлении о деятельности мозга нейроны не просто связаны, как проводами, но координируются друг с другом в силу общей среды. Когда в человеческом мозгу возникает мысль, трехмерные биоэлектрические волны омывают ткани, создавая виртуальные связи — группы, на которые воздействует волна, на мгновение координируются. Я не думаю, что аналогичный процесс происходит в искусственной нейронной сети, где текучесть — это всего лишь метафора, а структура установки гораздо более хрупкая и фиксированная.
Невероятно сложную систему, такую как органоид, невозможно лучше понять, рассматривая ее в терминах менее сложной системы, такой как печатная плата. Каждый нейрон имеет преимущества миллиардов лет эволюции; Условия окружающей среды могут заставить ДНК производить различные белки для самых разных целей. В каждой клетке есть сложные маленькие органеллы (которые произошли от свободно перемещающихся протистов!), которые обрабатывают всевозможные сигналы извне. Каждая клетка имеет рецепторы и маленькие поры с ионными воротами, которые фильтруют сигналы.
Но я не био-сноб. Компьютеры — невероятные инструменты в руках людей. Но могут ли/должны ли цифровые компьютеры быть инструментами в головах людей или может/должна ли мозговая ткань быть включена в цифровые компьютеры?
BRAINOWARE: КАК ЭТО РАБОТАЕТ
Схема изобретения, описанного в статье в журнале Nature Electronics , удивительно проста. Органоид помещается на двумерную многоэлектродную решетку высокой плотности (МЭА), которая излучает электрические импульсы, на которые нейроны органоида реагируют, создавая свои собственные электрические узоры. Это устройство получило название «Brainoware» и оно может распознавать голоса.
Из книги «Вычисления резервуаров органоидов мозга для искусственного интеллекта», авторы Хунвэй Цай и др.
Сначала делаются голосовые записи и оцифровываются в 2D-изображение, которое можно смоделировать на 2D MEA. Эта оцифрованная модель голоса является входом, используемым для стимуляции органоида мозга, который, в свою очередь, выводит паттерн, отражающий как модель голоса, так и внутреннюю структуру собственной динамики органоида. Нейроны стимулируют и стимулируются другими нейронами нелинейным образом, то есть одни функции могут быть ослаблены, другие усилены.
Приведенная выше иллюстрация установки взята из реальной статьи, а не из версии статьи для дошкольников.
Эксперимент был признан успешным, когда после тренировки органоид улучшил свою способность различать гласные звуки говорящего мужчины от семи других говорящих мужчин и женщин. До обучения установка могла различать говорящего примерно в 51% случаев, а после тренировки — примерно в 78% случаев.
НО ЖДАТЬ!
Прежде чем мы будем слишком воодушевлены успехом окончательного слияния человека и машины и использования порабощенных клеток мозга для создания компьютера, который сможет подслушивать наши разговоры, отмечу, что более двадцати лет назад очень похожий эксперимент был проведен с возмущенным ведром с водой. выполняющий ту же роль, что и органоид мозга.
В этом эксперименте вода использовалась для различения голосовых записей слов «Один» и «Ноль» с вероятностью ошибок всего 1,5%. Ниже приведено изображение трехмерных моделей произнесенных слов, созданных этими исследователями .
Модели «Зеро» слева и модели «Единицы» справа. От Фернандо и Соякки.
По моему мнению, исследователи Brainoware не используют весь потенциал нейрона, если ведро с водой может «обработать» информацию лучше, чем мозговой органоид. Это немного похоже на использование собрания сочинений Шекспира в качестве дверного упора.
В книге «Распознавание образов в ведре» Крисанта Фернандо и Сампсо Соякка отмечают, что аналогичные эксперименты проводились в Лаборатории нетрадиционных вычислений, которой руководил чертовски обаятельный Энди Адамацки в Университете Западной Англии в Бристоле, Великобритания. На протяжении многих лет Адамацкий использовал химические вещества (образующие реакционно-диффузионные волны) и слизевики для вычислений и действия в качестве резервуаров памяти.
Вот как выглядят модели «Ноль» и «Единица», когда они выводятся из «Ведра с водой». От Фернандо и Соякки.
ЧТО ТАКОЕ КОМПЬЮТЕРНЫЙ РЕЗЕРВУАР?
Мне пришлось это посмотреть. Чтение статей по информатике — для меня, философа науки, который изначально начинал с теории литературы, — напоминает чтение Жака Лакана и Деррида; существует множество излишне непрозрачной терминологии, прикрывающей довольно обыденные утверждения.
Я понимаю, что резервуаром может быть любая физическая система, состоящая из отдельных единиц, которые могут взаимодействовать друг с другом нелинейным образом, и эти единицы должны быть способны изменяться в результате взаимодействия. Судя по всему, даже ведро с водой может служить резервуаром. Мигель Сориано объясняет это так в статье «Точка зрения: ускорение вычислений резервуаров».
Резервуары могут хранить информацию, соединяя устройства в рекуррентных циклах, где предыдущий ввод влияет на следующий ответ. Изменение реакции в прошлом позволяет обучать компьютеры выполнению конкретных задач.
Надеюсь, это поможет.
Резервуары также называют «черными ящиками», потому что исследователи не знают (или не должны знать) сложную динамику, которая происходит при преобразовании входных данных в выходные. Я считаю, что, поскольку каждое произнесенное слово никогда не бывает одинаковым дважды, нелинейная система должна обрабатывать этот звук так, чтобы он улавливал суть того, чем он является, и мог идентифицировать одно и то же слово снова и снова в самых разных контекстах.
Редизайн компьютера?
Научная фантастика часто опережает реальные исследования. В фильме «Из машины» у роковой женщины - робота есть искусственный мозг, сделанный из геля, а не из кремниевых чипов и электронных переключателей. Она могла бы выйти из нетрадиционной вычислительной лаборатории Адамацкого.
Один из моих коллег, Дж. Огастус Басигалупи, еще в 2012 году предложил модернизацию компьютера под названием « Синтетическое познание» , основываясь на понимании того, что обработка биологической информации выглядит примерно так:
чем это:
Бачигалупи представил себе ландшафт, возникающий в среде между нейронами, и предположил, что пересечения диффузных сигналов, интерференция, сами по себе могут быть использованы в качестве полезного сигнала. Он предполагает, что такой другой подход сделал бы компьютеры намного более эффективными, поскольку они естественным образом могли бы бесплатно интегрировать несколько сигналов.
После той ранней, почти не просматриваемой лекции о синтетическом познании (в то время как выступления на TED Николаса Негропонте из Медиа-лаборатории Массачусетского технологического института, который думает, что мы скоро сможем принимать оцифрованного Шекспира как таблетку, получили гораздо больше просмотров), Бачигалупи стал специализироваться Доктор биосемиотики, пишу статьи вместе со мной и нашим общим коллегой Доном Фаваро, например, их последнюю статью в «Журнале физиологии» .
Дюжину лет назад Бачигалупи видел киборгов в нашем будущем, если мы воспользуемся предложенной им новой технологией, которая сможет использовать особенности органоидов мозга и слизевиков.
Но интеграция человека и машины сталкивается с банальными проблемами, такими как гниение органики и воспаление клеток при контакте с различными химическими веществами электронных устройств.
Есть причина, по которой большинство приматов Илона Маска, связанных с нейросвязью, не выжили. Похожая проблема здесь – непреднамеренные (мы надеемся!) побочные эффекты синтетических фармакологических вмешательств, которые являются проклятием этой отрасли. Видите ли, биологические клетки склонны интерпретировать знаки , а не строго расшифровывать код. Такая гибкость позволяет реализовать как адаптивное творчество, так и ужасные, непредсказуемые последствия, например, различные аутоиммунные заболевания.
Даже относительно простые трансчеловеческие технологии, такие как кардиостимуляторы и замены тазобедренного сустава, могут у некоторых людей вызывать аллергические реакции на металлы.
Организм отвергает свой кардиостимулятор как чужеродный и токсичный.
И я не вижу смысла уничтожать биологию, чтобы учёные-компьютерщики могли заставить роботов лучше проходить тест Тьюринга. Я вижу, например, что команда НАСА «Артемида» использует модернизированную технологию для создания более совершенных роботов, чья проприоцепция использует текучую среду, способную генерировать интерференционные картины, которые помогают ей ориентироваться во время исследования лунной поверхности. Имитация того, как биологические организмы обрабатывают информацию, чтобы создавать более качественные, надежные и эффективные инструменты, кажется здравым смыслом.
Но я не вижу смысла заставлять инструменты выглядеть человеческими или смешивать человеческие и электронные части.
КОМПЬЮТЕРНЫЕ РАБЫ
Как поясняет Иэн Макьюэн в своем романе 2019 года « Машины, подобные мне» , цель создания человекоподобного робота — использовать его в качестве секс-игрушки и посудомоечной машины. Стремление превратить людей в киборгов или гуманизировать роботов, вероятно, проистекает из того факта, что больше не считается нормальным порабощать обычных людей (или супругов).
Я подозреваю, что тем, кто хочет гуманоидный компьютер, нужен идеальный партнер, который знает все о хозяине, может предугадывать каждую его мысль и движение и реагировать соответствующим образом. Такое совершенство партнера не позволяет ему выражать собственное мнение или придумывать собственные цели и задачи.
Стоит выйти за рамки шумихи в заголовках и изучить эти вопросы глубже. Благодаря этому мы можем многое узнать о себе. Я провожу ежемесячный вебинар под названием «Мы не машины» через IPAK-EDU, где мы с моими студентами изучаем подобные проблемы.
Несмотря на некоторые согласованные попытки терроризировать нас, я не верю, что нас вот-вот заменят в рабочей силе (уйдут только дерьмовые рабочие места), и я не верю, что компьютеры смогут в любую минуту взять верх и превратить нас в рабочих боргов. или батарейки.
Вы удивительны сами по себе, с вашими шаткими нейронами и вязким мозгом. А если мы усовершенствуем наши внешние инструменты и будем использовать их с умом, мы сможем стать еще лучше.
Комментариев нет:
Отправить комментарий