Стохастический нейронный аналоговый калькулятор с подкреплением

undefined

Стохастический нейронный аналоговый калькулятор с подкреплением (англ. Stochastic Neural Analog Reinforcement Calculator, SNARC) — нейросетевая вычислительная машина, разработанная Марвином Ли Мински.[1][2][3] По инициативе Мински, Джордж Армитедж Миллер обеспечил финансирование проекта (несколько тысяч долларов) от Управления военно-морских исследований Министерства обороны США летом 1951 года. Работы выполнялись самим Мински — тогда аспирантом-математиком Принстонского университета. Одновременно аспирант-физик Принстона Дин С. Эдмондс заявил о своём опыте в электронике и был привлечён Мински к проекту[4][5][6].

История

Ещё во время обучения в бакалавриате Мински вдохновился статьёй 1943 года Уоррена МакКаллока и Уолтера Питтса о искусственных нейронах и решил построить подобное устройство. Механизм обучения реализовывал подкрепляющее обучение в духе бихевиоризма (по Скиннеру), и Мински активно обсуждал детали работы с самим Скиннером. Испытания проводились на лабиринте, подобном лабиринту Клода Шеннона: машина училась находить выход, решая задачу поиска трассы. В отличие от установки Шеннона, где использовался физический робот, калькулятор Мински моделировал поведение «крыс» в лабиринте. Симуляция визуализировалась световой индикацией, а схема получала подкрепление каждый раз, когда «крыса» достигала цели.

Машина преподнесла изобретателям неожиданный эффект: «Крысы на самом деле взаимодействовали друг с другом. Если одна находила удачный маршрут, остальные стремились его повторить»[6].

Устройство представляло собой случайно соединённую сеть примерно из 40 синапсов по Хеббу. Каждый синапс имел память, хранящую вероятность того, что при поступлении сигнала на один вход на выходе появится отклик. Для каждого синапса был предусмотрен регулировочный элемент — ручка вероятности с диапазоном от 0 до 1. Если сигнал проходил, специальный конденсатор сохранял это состояние и активировал электромагнитную муфту. В этот момент оператор мог нажать кнопку вознаграждения; этим запускался мотор, снятый с гироскопического автопилота Minneapolis-Honeywell C-1, ранее применявшегося в бомбардировщике B-24[7]. Мотор приводил цепь, соединявшуюся со всеми 40 синапсами, фиксируя, активировалась ли их муфта. Так как конденсаторы «запоминали» состояние лишь ограниченное время, цепь учитывала только самые свежие обновления вероятностей.

Каждый нейрон содержал 6 электронных ламп и мотор. Вся установка по размерам сопоставима с роялем, в ней около 300 ламп, которые часто выходили из строя — тем не менее система продолжала функционировать[6].

Считается, что эта машина стала одной из первых попыток реализовать искусственный интеллект с использованием нейросетей. Впоследствии Мински участвовал в создании проекта MAC в MIT (который позднее разделился на Лабораторию информатики и Лабораторию искусственного интеллекта). Сейчас их объединяет Лаборатория компьютерных наук и искусственного интеллекта MIT. В 1985 году Мински также стал одним из основателей MIT Media Lab.

По воспоминаниям Мински, он отдал машину студентам в Дартмут, и позднее вся установка исчезла, кроме единственного нейрона[8]. Сохранилось фото последнего нейрона; на нём — 6 электронных ламп, одна из которых выполнена фирмой Sylvania (JAN-CHS-6H6GT/G/VT-90A).

Примечания

Литература

  • Crevier, Daniel. AI: The Tumultuous Search for Artificial Intelligence. — New York, NY : BasicBooks, 1993. — ISBN 0-465-02997-3.
  • Russell, Stuart. Artificial Intelligence: A Modern Approach / Stuart Russell, Peter Norvig. — London, England : Pearson Education, 2003. — ISBN 0-137-90395-2.
  • Levy, Steven. Hackers. — Себастопол, Калифорния : O'Reilly, 2010. — ISBN 978-1-449-38839-3.
  • Minsky, Marvin. «A Neural-Analogue Calculator Based upon a Probability Model of Reinforcement». Harvard University Psychological Laboratories, Cambridge, Massachusetts, 8 января 1952.