Разум для космоса

Архив

На конференции "2000 Congress on Evolutionary Computation" (Сан-Диего, 16-19 июля) специалист из компании Natural Selection доктор Дэвид Фогель (David Fogel) как сенсацию преподнес результаты сражений своих нейропрограмм на виртуальных игровых полях. Исследования Фогеля принципиально важны: нужно определить, на что еще способны компьютеры кроме того, чтобы уделывать беззащитных особей людской популяции - любителей шахмат. Ведь изначально одно из требований к системам, обладающим интеллектом, - способность обучаться и самостоятельно принимать решения.

Программа, обладающая только знаниями нескольких правил игры в шашки и имея единственную посылку - первый ход, смогла обучиться всем премудростям древнейшей игры - без внешней помощи, самостоятельно. Она справилась с этим, будучи вооружена стратегией Фогеля, подобной естественному отбору. Уточню, это была не одна программа, а некая колония программ, слегка отличающихся друг от друга. Первоначально ничему не обученные, они играли в шашки друг с другом, и те, кто был хроническим неудачником, безжалостно стирались. Тем же, кто выигрывал, дозволялось мутировать и размножаться. После нескольких сот поколений эволюция произвела игроков-экспертов. (Любопытный факт: в холле конгресс-центра, где проходила конференция, был установлен компьютер с "игроком-шашистом" доктора Фогеля. Каждый мог подойти и сыграть. В двадцати шести партиях машина одержала двадцать пять побед и один раз сыграла вничью.)

Профессор Кристофер Уэлти (Christopher Welty) из Вассарского колледжа отметил принципиальную особенность результатов эксперимента: самообучение системы. В то время как вышеупомянутый Deep Blue руководствовался лишь жесткими правилами, заложенными в него программистами. По словам Уэлти, тогда результат был вполне предсказуем, и в одних и тех же условиях компьютер делал бы одни и те же ходы. В случае с игроками доктора Фогеля ходы совершенно непредсказуемы и каждый раз все более умны.

Впрочем, вопрос о том, способна ли программа-игрок Фогеля и далее совершенствовать свои навыки, остается открытым. Эту проблему невозможно решить умозрительно. Эволюция - область чистой эмпирики. Тем не менее, доктор Али Залза (Ali Zalza) из Университета Херриот-Уатт (Эдинбург), один из организаторов конференции, считает, что в подходе Фогеля затронуты фундаментальные моменты. В частности, речь идет о том самом механизме биологической эволюции, о котором у нас существуют самые смутные представления - по причинам его хронологической длительности и постоянного влияния окружающей среды.

Взаимодействие реальных, "живых" нейронных структур осуществляется путем обмена электрическими импульсами, которые передаются через синаптические контакты по принципу "собрать и выстрелить". Если сумма сигналов, поступающих на нейрон, превышает некоторый порог, нейрон "включается" и выстреливает собственный импульс, стимулируя другие группы нейронов. Такая система кажется простой, однако только на первый взгляд. Ученые уже давно знают наперечет все нейроны, содержащиеся в брюшном ганглии (нервном сплетении) омара, - их там около десятка. Изучены все соединения между ними и все сигналы, которыми они обмениваются между собой. Тем не менее механизм работы ганглия так до конца и не понят.

Настроенность нейронов на пороговые значения сигналов внутри сети обуславливает интеллектуальные способности индивидуума, например, способность к восприятию конкретного звука или восклицания. А поскольку все фрагменты сети взаимосвязаны, появляется возможность воспринимать речь как единый связанный поток данных. Люди обучаемы: никто от рождения не способен узнавать другого человека по голосу. С этой точки зрения любое человеческое существо - не более чем прибор для распознавания образов внешнего мира в Богом заданном спектре и факторах материальной действительности.

Условия и пороги, которые устанавливает доктор Фогель в своих программах, позволяют распознавать не звуки голосов, а немудреные шашечные ходы. Это ничуть не умаляет достоинств эксперимента - программа учится. Нейронная сеть Фогеля включает 32 входных сенсора - по числу игровых полей на шашечной доске. Входные сигналы варьируются в зависимости от того, занята ли позиция, а если занята, то шашкой какого цвета (почему-то у них принято называть противников "красные" и "черные", может быть, имеется в виду некое гипотетическое сражение между Россией и африканскими странами); учитывается, обычная ли это шашка, или дамка. "Нейроны", воспринимающие сигналы от доски с шашками, образуют сложную связную систему, которая накапливает опыт. Таким образом, снова делается очевидным не столь уж эзотерический вывод: память - всегда распределенное явление. Всем известно, что склероз - болезнь не мозга, но организма.

Смысл и значение работы, проведенной доктором Фогелем и его аспирантом из университета Калифорнии в Сан-Диего Кумаром Челлапиллой (Kumar Chellapilla), выходит далеко за рамки простой игры в шашки: десятилетия теоретических изысканий не смогли решить проблему - способны ли компьютеры принимать решения сами, без влияния людей, наделенных Богом свободой воли.

Важность решения этой проблемы трудно переоценить. Оно окажет колоссальное влияние на широчайший спектр приложений - начиная от автономных космических посланников, утерявших связь с Землей, но сохранивших способность принимать адекватные начальной цели решения, до полностью автоматизированных производств, где роботы сами проводят отбраковку и сортировку изделий.

Доктор Сильвано Коломбано (Silvano Colombano), эксперт из калифорнийского NASA Ames Research Center, выступая на конференции, заметил, что эволюционирующим программам вскоре может найтись очень полезная работа: управление поведением специальных спутников, которые отслеживали бы возможные попытки прорваться к Земле инопланетных разведчиков и вступали в контакт с нарушителями нашей сферы безопасности. По мнению Коломбано, это будет сильно напоминать ту же игру в шашки. А компьютер, способный обучаться, всегда обыграет естественный разум. По крайней мере, человеческий.

...Далеко за кормой осталось родное Солнце. Свернуты секции солнечных батарей, дремлют чуткие приборы. До ближайшего светила еще несколько десятилетий полета. И только бортовой компьютер межзвездного скитальца разыгрывает сам с собой нескончаемую партию. Кто знает, каких высот достигнет интеллект космического робота-игрока...