Математическая модель памяти показала оптимальное количество органов чувств для ИИ и человека

❋ 5.1

Ученые из Сколтеха предложили математическую модель памяти и сделали на основании ее анализа выводы, которые могут пригодиться в области искусственного интеллекта, робототехники и в изучении человеческой памяти. В числе прочего исследование, указывает на то, что оптимальный набор чувств включает не пять, а семь отдельных чувств.

Сколтех

# искусственный интелект

# органы чувств

# память

# чувства

Математическая модель определила идеальное количество органов чувств — и оно не равно нашим пяти / © Lucas van Oort, unsplash.com

«Применительно к человеческим органам чувств наш вывод не стоит воспринимать слишком серьезно, хотя кто знает, возможно, в процессе долгой эволюции разовьются, скажем, чувство уровня радиации или магнитного поля. Так или иначе, в робототехнике и теории искусственного интеллекта он может быть полезен, — заявил один из авторов работы, профессор Центра искусственного интеллекта Сколтеха Николай Бриллиантов. — Похоже, что число удерживаемых в памяти отдельных концепций максимально в том случае, если каждой из них отвечает семь, а не пять или, скажем, восемь признаков».

В соответствии с распространенным подходом, впервые сформулированным в начале XX века, представленная в работе модель строится на основе энграмм — базовых единиц памяти. Энграмму, как физическую запись в памяти, можно представить как рассредоточенную по разным отделам мозга группу нейронов, которые активируются совместно. Концептуальное содержание энграммы — это идеальный абстрактный объект, характеризуемый рядом признаков. В случае человеческой памяти признаки соответствуют каналам чувственного восприятия. Например, понятие «банан», оказывается, связано с соответствующим визуальным образом, запахом, вкусом и так далее. Получается пятимерный объект, который существует и эволюционирует в пространстве с пятью измерениями, заполненном всеми остальными концепциями, сохраненными в памяти.

Эволюция энграмм подразумевает, что соответствующие концепции, со временем, могут становиться либо более отчетливыми, либо более размытыми. Это зависит от того, насколько часто энграмма активируется стимулом, который поступает через органы чувств из внешнего мира и вызывает воспоминание о связанном с ней объекте. Так моделируется обучение и забывание в условиях взаимодействия с внешним миром.

«Мы математически показали, что эволюция энграмм в концептуальном пространстве приводит к некому устойчивому состоянию, то есть, через некоторое время образуется „зрелое“ распределение энграмм, которое в дальнейшем сохраняется, — рассказал Бриллиантов. — Рассмотрев итоговую емкость концептуального пространства с произвольным количеством измерений, мы увидели довольно неожиданную вещь: по достижении устойчивого состояния наибольшее число независимых энграмм помещается в памяти тогда, когда измерений семь. Отсюда и утверждение о семи чувствах».

Иными словами, во внешнем мире существуют объекты, и их можно описать конечным числом признаков, которые отвечают измерениям некоторого концептуального пространства. Емкость измеряется как количество независимых (уникальных) концепций, связанных с внешними объектами. Чем больше емкость памяти, тем глубже понимание мира. Оказывается, она максимальна для семимерного концептуального пространства. На этом основании ученые делают вывод об оптимальном количестве чувств.

По словам авторов исследования, число семь выводится независимо от особенностей модели концептуального пространства и внешних стимулов, формирующих чувственные впечатления. По-видимому, это число является надежной и устойчивой характеристикой энграмм памяти как таковых. Ученые делают оговорку, что считают синонимичными (не уникальными) несколько энграмм разного размера, существующих вокруг общего центра в пространстве концепций. Они представляют сходные понятия, поэтому учитываются как одна концепция при подсчете объема памяти.

Память людей и других живых существ — загадочное явление, связанное, в том числе, с сознанием. Развитие теоретических моделей в этой области потребуется и для более глубокого понимания психики, и для воспроизведения памяти, подобной человеческой, у разного рода ИИ-агентов.

Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.