• José Góis

Cérebros artificiais também precisam dormir?

Não sabemos se os andróides contam ovelhas elétricas para adormecer, ou se sonham com uma motherboard "escaldante", mas é quase garantido que os cérebros artificiais também podem precisar de uma horas de sono, tal como os humanos.



De acordo com a uma nova pesquisa do Laboratório Nacional de Los Alamos nos EUA, é quase garantido que os cérebros artificiais precisem de períodos de descanso que ofereçam benefícios semelhantes aos que o sono proporciona nos cérebros vivos.

"Era como se estivéssemos a dar às redes neuronais o equivalente a uma boa noite de descanso".

Segundo a cientista Yijing Watkins do Laboratório Nacional de Los Alamos, responsável pelo estudo de redes neuronais de pico, sistemas que aprendem tanto como os cérebros vivos, "Ficámos fascinados com a perspetiva de treinar um processador neuromórfico de uma forma análoga à forma como os humanos e outros sistemas biológicos aprendem com o seu ambiente durante o desenvolvimento da infância."


Como surgiu a descoberta?


Watkins e a sua equipa de pesquisa descobriram que as simulações de rede tornaram-se instáveis após períodos contínuos de aprendizagem sem supervisão. Quando expuseram as redes a estados análogos às ondas que os cérebros vivos experimentam durante o sono, a estabilidade foi restaurada. "Era como se estivéssemos a dar às redes neuronais o equivalente a uma boa noite de descanso", disse Watkins.


A descoberta surgiu durante a pesquisa em que a equipa trabalhou para desenvolver redes neuronais muito similares à forma como os humanos e outros sistemas biológicos aprendem a ver. O grupo inicialmente estabilizou as redes neuronais simuladas em formação de dicionário não supervisionado, implicando classificar objetos sem ter exemplos anteriores para compará-los.


Segundo a cientista "A questão de como evitar que os sistemas de aprendizagem se tornem instáveis só surge quando se tenta utilizar processadores neuromórficos biologicamente realistas ou quando se tenta compreender a própria biologia". Watkins diz também que a grande maioria dos investigadores de machine learning, deep learning e IA, "nunca se deparam com esta questão, porque nos sistemas muito artificiais que estudam, têm o luxo de realizar operações matemáticas globais que têm o efeito de regular o ganho dinâmico geral do sistema."


Os investigadores caracterizam a decisão de expor as redes neuronais a um análogo artificial do sono quase como um último esforço para estabilizá-las. Eles experimentaram vários tipos de ruído, comparáveis à estática que podemos encontrar no intervalo entre estações enquanto sintonizamos um rádio. Os melhores resultados vieram quando usaram ondas do chamado ruído gaussiano, que inclui uma ampla gama de frequências e amplitudes. Eles consideram a hipótese de que o ruído imita a entrada recebida pelos neurónios biológicos durante o sono de ondas lentas. Os resultados sugerem que o sono de ondas lentas pode agir, em parte, para garantir que os neurónios corticais mantenham a sua estabilidade e não alucinem.


O próximo objetivo do grupo é implementar o seu algoritmo no chip neuromórfico Loihi da Intel. Esperam que desta forma permitir que o Loihi durma de vez em quando, permitindo-lhe processar informação de uma câmara de retina de silício em tempo real. Se as descobertas confirmarem a necessidade de dormir dos cérebros artificiais, provavelmente podemos esperar que o mesmo seja verdade para andróides e outras máquinas inteligentes que possam surgir no futuro.


Yijing Watkins apresentará a pesquisa no Women in Computer Vision Workshop no dia 14 de junho, em Seattle.


Fonte: Laboratório Nacional de Los Alamos


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