Cérebros artificiais também precisam dormir?

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


Não sabemos se os androides contam ovelhas elétricas para adormecer, ou se sonham com uma 'motherboard' "escaldante", mas é quase garantido que os cérebros artificiais também podem precisar de umas 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 maioria dos investigadores de 'machine learning', 'deep learning' e Inteligência Artificial, "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 várias categorias 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 ocasionalmente, 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 androides 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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