Главная страница > Новости > Обзор новостей нейротехнологий 20.10.18 - 26.10.18

Обзор новостей нейротехнологий 20.10.18 - 26.10.18

26 октября 2018

Создан первый искусственный интеллект на основе микроэлектромеханики

Струя из частиц кремния, в 20 раз более тонкая, чем человеческий волос, научилась распознавать слова и участвовать в компьютерном зрении. Как утверждается в пресс-релизе исследования, это стало первой реализацией нейронной сети на основе микроэлектромеханической схемы. Такой искусственный интеллект обладает достаточной вычислительной мощностью, потребляя лишь малую долю энергии, необходимой его более традиционным аналогам.

Схема вычислительного устройства: струя из частиц кремния (красный), электрод, провоцирующий его движение (жёлтый) и электроды, считывающие характер его движения (зелёный и синий).

Среди аппаратных нейронных сетей выделяют устройства, реализующие так называемые резервуарные вычисления. Главной их частью является нелинейная динамическая система, называемая резервуаром. Сложное поведение системы в ответ на внешние стимулы позволяет "обучать" такую нейронную сеть. Микроэлектромеханическая система (МЭМС) представляет собой электронное устройство с механическими, то есть движущимися, частями. Как правило, такие системы не используются для вычислений, зато у них есть другие применения.

Основой устройства (резервуаром) стала струя из частиц кремния, в 20 раз уступающий человеческому волосу по толщине. Его сложное движение оказалось подходящей основой для самообучения. В распознавании слов, произнесённых диктором, система оказалась успешной в 78,2% случаев. Ещё более впечатляющий результат детище авторов показало в задаче распознавания бинарных шаблонов -- 99,9%. При этом оно потребляет гораздо меньше энергии, чем обычный компьютер с вычислительной мощностью, достаточной для реализации такой нейронной сети.

Подробнее: https://www.vesti.ru/doc.html?id=3072724

Голосовой помощник в смартфоне научили распознавать беззвучную речь

Китайские разработчики из Университета Цинхуа разработали голосовой помощник для смартфонов, умеющий распознавать речь по движениям губ, даже если пользователь не издает звуков. Во время работы приложение определяет лицо в кадре с камеры смартфона и после этого начинает отслеживать положение 20 контрольных точек, которые достаточно точно описывают форму губ. Также оно определяет степень открытости рта, что позволяет отслеживать моменты начала и конца команды.

Пример создания контрольных точек на видео с камеры

После этого данные передаются на другой алгоритм на основе сверточной нейросети, который занимается непосредственно распознаванием речи по движениям губ. Стоит отметить, что пока разработчики реализовали распознавание не на самом смартфоне, а на дополнительном и достаточно мощном компьютере. Авторы приложения разработали для него 44 команды.

<iframe width="560" height="315" src="https://www.youtube.com/embed/3BkYloAlcr8&quot; frameborder="0" allow="autoplay; encrypted-media" allowfullscreen></iframe>

Разработчики проверили точность распознавания, обучив систему на примерах речи 21 человека, и проверив на речи еще одного. Средняя точность распознавания оказалась равной 95,5 процента. Авторы проверили, насколько их приложение удобнее голосового ввода в общественных местах, и провели эксперимент в пекинском метро. Испытания показали, что в обоих случаях люди считают беззвучные команды более комфортными и конфиденциальными, чем голосовые.

Подробнее: https://nplus1.ru/news/2018/10/20/lipinteract

Устройство, стимулирующее тета-ритм мозга, улучшило память

Ученые из Калифорнийского университета, исследующие тета-ритм мозга, предположили, что он способен влиять на память человека. Тета-ритм — один из ритмов головного мозга с частотами в четыре-восемь герц. Более всего он выражен в гиппокампе — области мозга, ответственной за консолидацию памяти. Ранее было обнаружено, что высокий уровень тета-ритма перед упражнениями на память улучшает результаты.

Для эксперимента авторы выбрали прибор, который использует комбинацию из звуковых и световых сигналов для стимуляции ритмов. В эксперименте участвовали 50 человек в возрасте от 18 до 25 лет: половина из них в течение получаса использовала прибор, другая половина в то же время слушала белый шум. Затем обе группы проходили простой тест на память.

Сравнение стимуляций тета-ритмов и бета-ритмов

Результаты участников, воспринимавших тета-ритмы, оказались лучше контрольной группы. Чтобы удостовериться в выводах, авторы провели второй опыт с участием 40 добровольцев. В этот раз в контрольной группе использовали не белый шум, а бета-ритмы — ритмы головного мозга в диапазоне от 14 до 30 герц. Результаты второго эксперимента оказались такими же.

Подробнее naked-science.ru/article/sci/ustroystvo-stimuliruyushchee-teta-ritm

ИИ-бот так хорошо пишет патчи для ПО, что его принимают за человека

Разработчикам из Королевского технологического института в Стокгольме удалось создать ИИ-алгоритм, который может конкурировать с человеком в написании патчей. До сих пор боты, исправляющие ошибки в программном коде, работали либо очень медленно, либо их «заплатки» были недостаточно качественными.

Для чистоты эксперимента команда решила тестировать своего бота на GitHub — самом большом в мире хранилище ПО. ИИ специально замаскировали под человека: ему создали аккаунт, дали имя Люк Эскейпи даже фотографию в профиле. После создания камуфляжа Люка выпустили в свободное плавание в море ошибок в проектах с открытым программным кодом на GitHub.

В первой фазе эксперимента — с февраля по декабрь 2017 года — Люк проверил 14 188 проектов и написал 15 патчей, но из-за медлительности алгоритма ни один не был принят администрацией ресурса. Второй заход оказался успешнее. Люка научили работать совместно с сервисом непрерывной интеграции Travis, и дело пошло. 12 января этого года бот написал первый патч, который модераторы приняли, не подозревая, что Люк — ИИ. После этого были еще пять принятых патчей.

Подробнее: https://hightech.plus/2018/10/25/ii-bot-tak-horosho-pishet-patchi-dlya-po-chto-ego-prinimayut-za-cheloveka

Cвойства дендритов объясняют вычислительную мощность человеческого мозга

Нейрофизиологи Массачусетского технологического института обнаружили, что человеческие дендриты имеют особенные, по сравнению с другими видами, электрические свойства. Электрические сигналы ослабевают, когда они протекают по человеческим дендритам, что приводит к более высокой степени электрической изолированности, а это означает, что небольшие участки дендритов могут вести себя независимо от других частей нейрона. 

Авторы измеряли электрическую активность на дендритах методом локальной фиксации потенциала (patch-clamp).

По мнению исследователей, эти различия могут способствовать повышению вычислительной мощности человеческого мозга. Несмотря на то, что кора человека в два-три раза толще, чем у крыс, она имеет сходное устройство и состоит из шести разных слоев нейронов. Нейроны из пятого слоя имеют достаточно длинные дендриты, которые могут достигать первого слоя. Следовательно, по мере развития человеческого мозга дендриты должны были удлиняться, а электрические сигналы проходить гораздо большие расстояния.

Исследователи обнаружили, что, поскольку человеческие дендриты покрывают большие расстояния, сигнал, протекающий по дендриту человека из первого слоя в пятый, намного слабее, чем аналогичный сигнал, проходящий такой же путь по дендриту крысы. Ученые также выяснили, что дендриты человека и крысы имеют одинаковое количество ионных каналов, но они расположены менее плотно в дендритах человека. Авторы полагают, что из-за этих различий, которые позволяют большему количеству областей дендрита влиять на силу входящего сигнала, отдельные нейроны могут выполнять более сложные вычисления.

Подробнее: scientificrussia.ru/news/isklyuchitelnye-svojstva-dendritov-obyasnyayut-vychislitelnuyu-moshchnost-chelovecheskogo-mozga