НСБ «Хранитель» Национальная безопасность Охранная деятельность Видеожурнал "ХРАНИТЕЛЬ"
 
 
 
 

21 июля, 2008 | Юрий ЧИРКОВ
Видео материал: "ПОСЛЕДОВАТЕЛИ ВЕЛИКОГО ИЗОБРЕТАТЕЛЯ"

Нейрокомпьютерное будущее России (14176)

Слово «нейрокомпьютер» в нашей стране, к сожалению, все еще новинка. В словарях и энциклопедиях приживается оно неохотно, хотя догадаться о смысле этого понятия особого труда не составляет. Если, конечно, не путать нейроны, клетки мозга, с нейтронами, составляющими атомных ядер. Мода на нейрокомпьютеры очень сильна в передовых странах Запада и, как выясняется, не только в них. Там царит настоящий нейрокомпьютерный ренессанс. О нейрокомпьютерах, нейрочипах, суперЭВМ, нейросетевых алгоритмах и прочих слагаемых нового вида многообещающей компьютерной техники рассказывает читателям «Хранителя» директор Научного центра нейрокомпьютеров, доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки России Александр Галушкин. 

− Александр Иванович, есть компьютеры, они продаются в магазинах и быстро совершенствуются. Зачем нам еще нейрокомпьютеры?

 − Все задачи, которые решаются в мире с помощью вычислительных машин, можно поделить условно на две: простые и сложные. Развитие цивилизации идет в основном не за счет решения простых задач, а за счет решения задач сложных, именно они определяют «интеллект» общества в текущий момент его развития. Это и основа всех высоких технологий. Они-то и ставят новые задачи, трудные и даже безумно трудные, которые не могут быть решены в принципе на обычных персональных компьютерах. Для решения сложных задач существуют и развиваются два класса машин во всем мире.

Первый − это классические кластерные ЭВМ и суперЭВМ с массовым параллелизмом, которые строятся из множества процессоров типа пентиум. Второй класс − нейрокомпьютеры. Нейрокомпьютеры адекватны тем сложным задачам, которые обладают двумя отличительными особенностями. Во-первых, невозможностью их формализации. Допустим, вам нужно распознать человека, идентифицировать его по фотографии, вы не опишите эту задачу никакими дифференциальными или интегральными уравнениями – задача не формализуема. Таких задач в процессе развития новых высоких технологий возникает все больше и больше.

А вторая особенность проблем, которые также требуют нейрокомпьютеров, – это уже задачи формализуемые, но они столь большой размерности и сложности, что решать их на обычных ПК и ЭВМ приходится недопустимо долго. А на кластерных машинах или суперЭВМ делать это либо очень дорого, либо компьютер по габаритам не соответствует требованиям того объекта, где должна решаться задача.

Чем нейрокомпьютер отличается от того, к чему мы уже привыкли?

− В нейрокомпьютере принципиально другая логическая основа построения алгоритмов решения задач. Логическая основа обычных вычислительных машин, машин с фон-неймановской структурой и даже кластерных машин, или суперЭВМ с массовым параллелизмом, основана на использовании классической математической (булевой) логики и аппаратно реализуемых элементов И-ИЛИ-НЕ, из которых делается само «железо» машины. В нейрокомпьютере на уровне алгоритмов наблюдается полный отказ от аппарата булевой логики и переход к нейронным сетям, которые являются логической основой построения алгоритмов решения задач и, как следствие, основой для построения архитектуры всех аппаратных средств: нейрочипов, нейроплат, нейроблоков и мощных нейрокомпьютеров. И будущее, несомненно, за нейрокомпьютерами.

− А чем работа нейрокомпьютера отличается от того, что творится в нашей голове, когда мы мыслим или решаем задачу?

− Между работой нейрокомпьютеров и работой нашей головы никакой связи нет по основной и простой причине: человечеству пока не известно то, как работает мозг. Сделать техническую систему из нескольких миллиардов искусственных нейронов сейчас не представляет трудности. Однако, если такая система будет создана, она даже в малой степени не будет функционировать так, как это делает мозг. Тем более что вся вычислительная техника идет к повышению скорости обработки информации, к росту частоты – сейчас это гигагерцы, завтра – десятки гигагерц, а скорость передачи информации в мозгу человека – лишь метры в секунду. Всего десятки герц, максимум десятки килогерц - очень низкая частота.

Отсюда следует, что никакой аналогии между работой нейрокомпьютера, в том понимании, которое я изложил, и мозгом человека нет. Однако это не означает, что не нужно изучать нервную систему с целью построения будущих поколений нейрокомпьютеров. Уже сейчас это делается в части таких систем, как «искусственный глаз», «искусственное ухо». Это такие специализированные нейрокомпьютеры, которые вживляются слепому или глухому пациенту. Существуют и нейрочипы, которые можно вживлять человеку, если его спинной мозг разрушен под воздействием каких-то травм. Это все касается периферийных систем, которые в нейрофизиологии изучены достаточно хорошо. Что же касается мозга человека, так пока это тайна за семью печатями. И для инженеров, и для нейрофизиологов. Думаю, что много еще пройдет времени, пока тайна будет познана. При этом надо не просто понять работу мозга, нужно еще и отработать технологии реализации, адекватные той «технологии», которая реализована в мозге человека. Это возможно только с применением нанотехнологий и, может быть, с переходом на технологии биомолекулярные – создание биочипов из биомолекул. Произойдет это, видимо, лишь через несколько десятков лет.

 − Нейрокомпьютеры уже поступили в продажу? Какие они?

 − Нейрокомпьютер в значительной степени не является коммерческим продуктом. Их поставляют адресно, под конкретные объекты. Известны несколько десятков типов нейрокомпьютеров, однако любая фирма, которая применяет нейрокомпьютеры, делает это, не афишируя свои устройства. Она афиширует только результат, который достигается с помощью применения нейрокомпьютера. Нейрокомпьютеры сейчас в некотором виде, может быть, модифицированном, стоят в стиральных машинах, в видеокамерах, они трудятся на прокатных станах в черной и цветной металлургии. Расплачиваясь по пластиковой карточке, вы и не подозреваете, что ваши действия незаметно, на лету проверяются нейросетевой программой, обученной на десятках тысячах случаев санкционированных и несанкционированных транзакций. Много примеров применения нейрокомпьютеров можно привести. Но афишируются всегда лишь то качество, та услуга, которые в итоге достигаются.

Это как бы некоторое ноу-хау?

− Ноу-хау – это не сам нейрокомпьютер и не только сам нейрокомпьютер. Это столь специфический раздел вычислительной техники, что в нем тесно связано прикладное программное обеспечение, алгоритм, реализуемый в нейрокомпьютере, и само «железо». И в общей стоимости нейросистемы стоимость самого нейрокомпьютера – это 10%. Остальные 90 − стоимость прикладного программного обеспечения и реализованных алгоритмов. Это и есть основное ноу-хау любой фирмы. Если фирма «Мерседес» применяет нейрокомпьютеры в автомобилях для управления впрыскиванием и воспламенением топлива, то она афиширует это в виде сокращения потребления бензина, а не тем, что они там применили нейронную сеть определенной архитектуры.

Известно, что программисты были вначале в большом фаворе, потом сникли. Разработка нейросетевых алгоритмов не сделает ли вновь престижной эту профессию?

− Несколько лет назад известные разработчики-программисты написали статьи, в которых сказали, что профессия программиста исчезает. Сейчас в разделе «Разработка нейрокомпьютеров» это произошло на все 100%. Программистов как таковых нет, они не нужны. Нужны алгоритмисты, разработчики алгоритмов для нейрокомпьютеров, а запрограммировать, сделать программу для нейрокомпьютера – это полпроцента работы этого алгоритмиста. Заводить для этого неграмотных в теории нейронных сетей и нейроматематики программистов нет смысла. Профессия алгоритмиста? Да, она есть. Наша кафедра «Нейрокомпьютеры» в Московском физико-техническом институте (МФТИ) существует уже 14 лет. Мы выпускаем в рамках специальности «Прикладные математика и физика» специалистов-алгоритмистов по разработке алгоритмов решения различных задач в нейросетевом отечественном базисе и программировании на нейрокомпьютерах. Кроме МФТИ, мы являемся учебно-производственной базой четырех кафедр МВТУ имени Баумана, кафедры вычислительной техники МАТИ, тесно сотрудничаем с МГУ и с МИРЭА.

А что такое нейрочипы?

− Нейрочипы – это сверхбольшая интегральная схема, реализующая в том или ином виде фрагмент нейронной сети определенной архитектуры. Нейрочипы составляют элементную базу нейрокомпьютеров. Количество нейрочипов, разработанных в мире, − сотни. Они разрабатываются и изготавливаются по самой различной технологии: цифровые, аналоговые, аналогово-цифровые, оптические и так далее. В отличие от существующей цифровой техники, которая делается исключительно на базе цифровых кристаллов, цифровых технологий, нейрокомпьютеры используют очень широкий спектр технологий микроэлектроники.

− Где используются нейрокомпьютеры, в каких областях?

− Несколько примеров. В NASA для истребителя F-15 создан бортовой нейрокомпьютер, предназначенный для управления в аварийных ситуациях. Опубликована работа под названием «Опыт семилетнего применения нейрокомпьютеров на атомных станциях Южной Кореи». Во многих аэропортах действуют системы скрытого обнаружения взрывчатых веществ, металлов, наркотиков. Багаж облучается тепловыми нейтронами, а обработку данных таких измерений ведет нейрокомпьютер, без участия человека.

На международной конференции по нейронным сетям в Вашингтоне в 1999 году М. Мозер объявил о проекте «Нейродом», интеллектуального здания, в котором нейронные сети управляют всем: вентиляцией, освещением, температурой воздуха, температурой воды в доме, адаптируясь к поведению и потребностям обитателей. Нейрокомпьютеры применяются всюду: в машиностроении, в энергетике, на транспорте, при управлении роботами (известный американский ученый Р. Хехт-Нильсен считает, что производство нейросетевых роботов станет ведущей отраслью промышленности нового тысячелетия), в финансовой деятельности, научных исследованиях, при работе в сети Интернет.

Больших успехов в применении нейрокомпьютеров добились в Китае. Ответ на вопрос, что происходит в Китае, содержится в моей книге, которая называется «Нейрокомпьютеры в Китае на рубеже тысячелетий». Это большая книга, 800 страниц, в которой описаны достижения китайских ученых в области теории нейронных сетей, нейроматематики, алгоритмов решения задач в самых различных областях применения. И вот что интересно. Практическим все их работы финансируются государством, координируются, идут широким фронтом, разрабатывается множество типов нейрокомпьютеров. Если вы посмотрите сайт китайского посольства, то значительная часть информации на этом сайте посвящена разработкам нейрокомпьютеров. Они считают это большим государственным достижением. Китай уже давно обошел в этой области не только Россию. Думаю, что в ближайшее время китайцы мощью своих работ обойдут и высокоразвитые страны.

Нейрокомпьютеры – не дань моде, а стабильное направление развития сверхвысокопроизводительной вычислительной техники. Ныне в мире нейрокомпьютерами занимаются более 300 фирм и практически все университеты. Среди известных фирм, занимающихся нейрокомпьютерами, можно назвать IBM, DEC, HP, Intel, Motorola, Hitachi, Toshiba, Mitsubishi, Siemens. За последние годы выпущено более 500 монографий, издается около 30 периодических журналов, ежегодно проводится более 100 конференций и семинаров.

А как с нейрокомпьютерами обстоит дело в России?

− Работа идет. Мы ежегодно, с 1995 года, проводим всероссийскую конференцию «Нейрокомпьютеры и их применение». Собираем около 700 гостей, около 300 докладов заслушиваются. Конференция происходит ежегодно в Институте проблем управления РАН. Список рассылки на предприятия, которые занимаются нейрокомпьютерами либо активно интересуются, имеет порядка тысячи адресов. Но тут надо отметить два негативных момента. Первое - в России наблюдается острая нехватка информации по нейрокомпьютерам. По объективным причинам, существующим в нашей стране, к нам не поступают книги, которые выходят за рубежом сотнями, не поступают журналы, не поступают труды конференций. Мы за счет своих сил и средств стараемся восполнить этот пробел. Издаем 40-томную серию книг «Нейрокомпьютеры и их применение». В нее войдут монографии российских ученых по таким сферам применения нейрокомпьютеров, как авиация, космическая техника, вертолеты, обработка текстов и изображений, энергетика, нанотехнологии и др. Теперь о втором и главном негативном моменте. В России в отличие от Китая, например, отсутствует программа разработки и применения нейрокомпьютеров. Нами в инициативном порядке разработан проект такой программы, согласована кооперация с ведущими предприятиями по каждому направлению, однако, кроме одобрения на словах, никакой реальной поддержки в государственных структурах она не получила. На одной из последних конференций в Гонконге китайская делегация составляла 60 человек, от России не было никого. Это характерный пример отсутствия внимания государства к этой проблеме.

− Насколько мы отстаем или еще держимся на каком-то уровне?

− В нейрокомпьютерах есть несколько разделов. Теория нейронных сетей, или нейроматематика, - это раз, нейросетевые алгоритмы решения задач - это два, нейрочипы - это три, и нейрокомпьютерные применения - это четыре. Четыре основных кита.

Мы резко отстаем в сфере применения, в четвертом разделе. Отстаем резко, потому что, с нашей точки зрения, в промышленности не развиваются высокие технологии. Как следствие, не формулируются сложные задачи. Потому-то и слаба потребность в нейрокомпьютерах. В мире все идет наоборот: имеет место широкая сфера применения нейрокомпьютеров, в том числе и в Китае, поэтому там формулируются сложные задачи, недоступные обычным персональным ЭВМ, и, как следствие, возникает значительный рынок нейрокомпьютеров.

Мы отстаем и по нейрочипам. Причина та же − нет спроса. Я объездил, обошел многие министерства, промышленные объекты – предлагал переходить на нейротехнологии, объяснял все плюсы и преимущества. Полная апатия! Директора изо всех сил стараются выжать из оборудования последнее, ни о какой модернизации никто и не помышляет. Ссылаются, как правило, на отсутствие денег и на другие различные трудности. Так и получается, что никому в нашей стране высокие технологии не нужны, следовательно, нет нужды и в нейрокомпьютерах.

Есть и другая причина отставания – это слабость нашей микроэлектроники. Если Китай вложил в электронику, в свою «силиконовую долину» в Шанхае, 12 миллиардов долларов и уже освоил топологию 0,18 микрон и осваивает 0,15 микрон, то в России несколько иная картина. Здесь мы также отстаем.

Но зато мы опережаем по первым двум позициям. Мы находимся либо на уровне, либо опережаем зарубежных специалистов и в теории нейронных сетей, и в нейросетевых алгоритмах решения математических задач. Это стандартные области, где Россия всегда опережала зарубежные страны, однако достижения эти повисают в воздухе вследствие отсутствия возможности внедрять этот интеллект.

Расскажите, пожалуйста, о вашем научном центре.

− Центр возник 10 лет назад. Это федеральное государственное унитарное предприятие. Мы принадлежим Российскому агентству по системам управления (РАСУ), входим в концерн «Компьютерные технологии». Наши основные достижения – это разработки в интересах конкретных заказчиков, которые мы ведем.

Теперь об МФТИ. Мы считаем большим нашим достижением подготовку молодежи, поскольку молодежь определяет будущие применения и готовность к расширению сферы применения нейрокомпьютеров. Мы верим, что нейрокомпьютерное БУДУЩЕЕ придет в Россию. У нас много молодежи. Наш штат около 40 человек, небольшое предприятие. У нас большая кооперация, мы формируем и издаем, как я уже говорил, несколько десятков томов монографий по теме «Нейрокомпьютеры и их применения». Издаем журнал «Нейрокомпьютеры: разработка и применение», 12 номеров в год.

С 2000 года этот журнал под названием «Neurocomputers: design and applications» издается в США, я - главный редактор этих двух изданий. Есть у нас хорошие связи и с Академией наук, в основном наши совместные с РАН работы посвящены созданию супернейрокомпьютера, мощной вычислительной системы, которая потенциально намного превышает возможности известных терафлопных машин. Мы работаем с ведущими институтами Академии наук по таким основным проблемам, как обработка аэрокосмических изображений, управление динамическими системами, исследование генома человека, синтез лекарств и решение специальных систем дифференциальных уравнений в частных производных. Сотрудничаем и с зарубежными организациями. С Китаем, с США, с Германией, начинаем организацию сотрудничества с Южной Кореей и Вьетнамом. Только что начата работа по теме «Искусственный глаз», германо-американский консорциум подключил нас к этой работе. Цель – построение системы нейрочипов, вживляемой в глаз слепого человека через атрофированный зрительный нерв, что позволит практически слепому человеку видеть хотя бы нечеткие контуры окружающих предметов.


Комментарии

Написать комментарий

Ваше имя:

Текст комментария
Подтвердите код, изображенный на рисунке

Читайте также

 
Территория Жизни
29 апреля, 2008 | Николай БОНДАРЕНКО
Территория Жизни | Россия – будущее мировой науки! Россия – будущее мировой науки! (7761)

Чтобы обеспечить приоритетную программу перехода нашей сырьевой экономики к экономике высоких технологий, к чему призвал  Владимир Путин на заседании Государственного Совета в Кремле, необходимо обеспечить некоторые условия.

 
 
Территория Жизни
05 февраля, 2008 | Юрий ЧИРКОВ
Территория Жизни | Клондайк на генных россыпях Клондайк на генных россыпях (10490)
Люди получили надежду на осуществление давней мечты о вечной молодости (и, возможно, бессмертия?). Генные технологии сулят в самом близком будущем сверхкрупные прибыли. Уже сегодня компании, ориентированные на "новые технологии", получают гигантские ...
 
 
Тенденции
18 марта, 2006 | Виктор Феллер
Тенденции | Технологический сценарий ближайшего будущего Технологический сценарий ближайшего будущего (17692)

Метод «создания сценариев» предполагает, особенно на начальном этапе, генерацию самых фантастических «историй будущего», оставляя также место и для «критических неопределенностей». Виктор Фелле ...

 

Наши партнеры

 
 
 
 
 
 
 
 

Полезные ссылки


 
В течение 2-х десятилетий процесс совершенствования Закона частной и детективной и охранной деятельн ...
Второй день рок-фестиваля «Нашествие» преподносит гостям мероприятия новые сюрпризы. В рамках акции ...
Тушение пожара и ликвидация его последствий всегда обходятся дороже, чем профилактика этого пожара. ...
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Комиссии Общественной палаты по общественному контролю, обществен ...

Проверка потенциальных партнёров, контрагентов и персонала является необходимым условием любой п ...
Полиграф или, как его называют в народе, «детектор лжи» все чаще используется и в государственных ор ...
По сообщениям СМИ, 20 человек погибли и более 150 ранено в результате сегодняшней страшной аварии в ...
Общероссийское отраслевое объединение работодателей
«ФЕДЕРАЛЬНАЯ ПАЛАТА ПОЖАРНО-СПАСАТЕЛЬНОЙ ОТРАС ...

Первой остановкой на нашем пути стал музей Героев-Панфиловцев, расположенный в деревне Нелидово, ...
ОБЩЕСТВЕННАЯ ПАЛАТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

В нашем интернет-магазине вы можете приобрести приложения к журналам.

350,00 руб.
Купить
«Оружие самообороны: защити себя сам»

Давайте вместе попробуем разобраться с тем, как вести себя в оружейном магазине, куда вы пришли купить себе что-то из средств самообороны. Что нужно спросить у продавца, что посмотреть, что попробовать?

Авторизация

Логин:   Пароль:    
   
  Забыли пароль? | Регистрация    
[x]
        Rambler's Top100
/td/td