Разработана энергоэффективная нейросеть, вдохновленная устройством мозга

В Институте молекулярной биологии и биотехнологии FORTH в Греции разработали новый тип искусственной нейронной сети (ИНС), использующей в работе принципы, по которым функционируют нейроны головного мозга. Статья об инновационной системе вышла в Nature Communications.

Искусственный интеллект достиг значительных успехов в решении сложных задач, еще недавно подвластных только человеку, таких как распознавание изображений, автономное вождение и обработка естественного языка. В основе современного ИИ — алгоритмы глубокого обучения. Включающие миллиарды параметров, они потребляют огромное количество энергии, что ограничивает их широкое использование.

Биологический мозг способен на все то же самое и даже большее, обходясь при этом минимальными энергозатратами. Закономерно напрашивается идея воспользоваться решениями природы.

Дендриты — это разветвленные отростки нервных клеток, напоминающие ветви деревьев. Их основная функция — получать информацию от других нейронов и передавать ее телу клетки (соме). Долгое время роль дендритов в обработке информации была неясна, но недавние исследования показали, что они могут выполнять сложные вычисления независимо от основного нейрона. Кроме того, дендриты необходимы для пластичности мозга, то есть его способности адаптироваться к изменяющимся условиям.

Ученые построили модель дендритной ИНС для обработки визуальной информации. Ее структура в общих чертах имитирует работу биологических нейронов.

Такая нейросеть более устойчива к переобучению (когда модель плохо работает на примерах, не встречавшихся в обучении) и менее ресурсоемка. Она значительно отличается от традиционных ИНС и, по словам разработчиков, может их достигнуть или превзойти в производительности. Включение дендритных функций может сделать ИИ умнее и эффективнее, заключается в статье.