Künstliches Gehirn: Gedanken in eine Maschine verzaubern
Künstliche Intelligenz muss keine Kopie der menschlichen Intelligenz sein, daher ist das Projekt der Schaffung eines künstlichen Gehirns, einer technologischen Kopie des menschlichen Gehirns, ein etwas anderes Forschungsgebiet. Es ist jedoch möglich, dass dieses Projekt in einem bestimmten Entwicklungsstadium mit der Entwicklung von KI zusammentrifft. Möge dies ein erfolgreiches Treffen sein.
Das European Human Brain Project wurde 2013 ins Leben gerufen. Es wird nicht offiziell als „Projekt des künstlichen Gehirns“ definiert. Es betont vielmehr den kognitiven Aspekt, den Wunsch, unsere Kommandozentrale besser widerzuspiegeln. Das innovative Potenzial des WBP ist als Impulsgeber für die Entwicklung der Wissenschaft nicht ohne Bedeutung. Es lässt sich jedoch nicht leugnen, dass das Ziel der an diesem Projekt arbeitenden Wissenschaftler darin besteht, eine funktionierende Gehirnsimulation zu erstellen, und zwar innerhalb eines Jahrzehnts, also von 2013 bis 2023.
Wissenschaftler glauben, dass eine detaillierte Karte des Gehirns für die Nachbildung des menschlichen Gehirns nützlich sein könnte. Einhundert Billionen darin hergestellte Verbindungen bilden ein geschlossenes Ganzes – daher wird intensiv daran gearbeitet, eine Karte dieser unvorstellbaren Komplexität zu erstellen, das sogenannte Konnektom.
Der Begriff wurde erstmals 2005 in wissenschaftlichen Arbeiten unabhängig voneinander von zwei Autoren verwendet: Olaf Sporns von der University of Indiana und Patrick Hagmann vom Universitätsspital Lausanne.
Wissenschaftler glauben, dass es möglich sein wird, ein künstliches Gehirn zu bauen, genau wie ein Mensch, und dann, wer weiß, vielleicht sogar noch besser, wenn man alles erfasst, was im Gehirn passiert ... Das Projekt zur Schaffung eines Konnektoms bezieht sich im Namen und Wesen auf das bekannte Projekt zur Entschlüsselung des menschlichen Genoms – das Human Genome Project. Statt des Begriffs des Genoms verwendet das initiierte Projekt den Begriff des Konnektoms, um die Gesamtheit der neuronalen Verbindungen im Gehirn zu beschreiben. Wissenschaftler hoffen, dass die Konstruktion einer vollständigen Karte neuronaler Verbindungen nicht nur in der Wissenschaft, sondern auch in der Behandlung von Krankheiten Anwendung finden wird.
www.humanconnectomeproject.org
Das erste und bisher einzige vollständig bekannte Konnektom ist das Netzwerk neuronaler Verbindungen im Nervensystem von Caenorhabditis elegans. Es wurde durch 1986D-Rekonstruktion der Nervenstruktur mittels Elektronenmikroskopie entwickelt. Das Ergebnis der Arbeit wurde 30 veröffentlicht. Das derzeit größte Forschungsprojekt im Rahmen der neuen Wissenschaft namens Connectomics ist das Human Connectome Project, das von den amerikanischen National Institutes of Health finanziert wird (Gesamtbetrag XNUMX Millionen US-Dollar).
Intelligenzalgorithmus
Eine synthetische Kopie des menschlichen Gehirns zu erstellen ist keine leichte Aufgabe. Es könnte einfacher sein, herauszufinden, dass die menschliche Intelligenz das Ergebnis eines relativ einfachen Algorithmus ist, der in der Novemberausgabe 2016 von Frontiers in Systems Neuroscience beschrieben wird. Es wurde von Joe Tsien, einem Neurowissenschaftler an der Augusta University of Georgia, gefunden.
Seine Forschung basierte auf der sogenannten Theorie des Konnektionismus oder der Theorie des Lernens im digitalen Zeitalter. Es basiert auf der Überzeugung, dass der Zweck des Lernens darin besteht, das Denken zu lernen, was Vorrang vor dem Erwerb von Wissen hat. Die Autoren dieser Theorie sind: George Siemens, der seine Annahmen in der Arbeit Connectivism: A Theory of Learning for the Digital Age darlegte, und Stephen Downes. Die Schlüsselkompetenz hierbei ist die Fähigkeit, technologische Fortschritte richtig zu nutzen und Informationen in externen Datenbanken zu finden (das sogenannte Know-Where), und nicht aus im Lernprozess erlernten Informationen, sowie die Fähigkeit, diese mit anderen Informationen zu verknüpfen und zu verknüpfen.
Auf neuronaler Ebene beschreibt die Theorie Gruppen von Neuronen, die komplexe und verbundene Baugruppen bilden, die sich mit grundlegenden Konzepten und Informationen befassen. Durch die Untersuchung von Versuchstieren mit Elektroden fanden die Wissenschaftler heraus, dass diese neuronalen „Anordnungen“ für bestimmte Arten von Aufgaben vordefiniert sind. Dadurch entsteht eine Art Gehirnalgorithmus mit bestimmten logischen Zusammenhängen. Wissenschaftler hoffen, dass das menschliche Gehirn mit all seinen Komplikationen nicht anders funktioniert als das Gehirn von Labornagetieren.
Gehirn aus Memristoren
Sobald wir die Algorithmen beherrschen, könnten Memristoren vielleicht verwendet werden, um das menschliche Gehirn physikalisch zu simulieren. Wissenschaftler der University of Southampton haben sich in dieser Hinsicht kürzlich als nützlich erwiesen.
Die aus Metalloxiden hergestellten Memristoren britischer Wissenschaftler fungierten als künstliche Synapsen zum Lernen (und Umlernen) ohne Einmischung von außen und nutzten Datensätze, die auch viele irrelevante Informationen enthielten, genau wie Menschen. Da Memristoren sich beim Ausschalten an ihre vorherigen Zustände erinnern, sollten sie deutlich weniger Strom verbrauchen als herkömmliche Schaltungselemente. Dies ist äußerst wichtig im Hinblick auf eine Reihe kleiner Geräte, die keinen großen Akku haben können und sollten.
Natürlich ist dies erst der Anfang der Entwicklung dieser Technologie. Wenn KI das menschliche Gehirn nachahmen würde, bräuchte sie mindestens Hunderte Milliarden Synapsen. Der von den Forschern verwendete Satz von Memristoren war viel einfacher und beschränkte sich daher auf die Suche nach Mustern. Allerdings weist die Southampton-Gruppe darauf hin, dass es bei engeren Anwendungen nicht notwendig wäre, eine so große Anzahl von Memristoren zu verwenden. Dank ihnen wäre es beispielsweise möglich, Sensoren zu bauen, die ohne menschliches Eingreifen Objekte klassifizieren und Muster erkennen würden. Solche Geräte werden besonders an schwer zugänglichen oder besonders gefährlichen Orten nützlich sein.
Wenn wir die allgemeinen Entdeckungen des Human Brain Project, die Kartierung von „Connectomes“, die Erkennung von Intelligenzalgorithmen und die Technologie der Memristorelektronik kombinieren, werden wir vielleicht in den nächsten Jahrzehnten in der Lage sein, ein künstliches Gehirn, eine exakte Kopie, zu bauen einer Person. Wer weiß? Darüber hinaus ist unsere synthetische Kopie wahrscheinlich besser auf die maschinelle Revolution vorbereitet als wir.
