Anche il cervello artificiale ha bisogno di dormire

13.06.2020

Non è noto se gli androidi conteranno le pecore, ma molto probabilmente avranno bisogno di periodi di riposo che offrano benefici simili a quelli che il sonno fornisce a un cervello vivente, secondo una nuova ricerca del Los Alamos National Laboratory.

"Stiamo studiando le reti neurali subacquee, che sono sistemi che apprendono allo stesso modo di un cervello vivente", ha affermato Yizing Watkins, informatico del Los Alamos Lab. "Siamo rimasti affascinati dalla prospettiva di apprendere un processore neuromorfico in un modo simile a come gli esseri umani e altri sistemi biologici ricevono informazioni dall'ambiente nel processo di sviluppo.

Watkins e il suo team di ricerca hanno scoperto che la simulazione della rete è diventata instabile dopo lunghi periodi di addestramento senza supervisione. Quando hanno esposto le reti a stati simili alle onde che il cervello vivente sperimenta durante il sonno, la stabilità è stata ripristinata.

La scoperta è arrivata mentre un team di ricerca stava lavorando alla costruzione di reti neurali simili a come gli esseri umani e altri sistemi biologici imparano a capire. Inizialmente, il gruppo ha lottato per stabilizzare le reti neurali simulate sottoponendosi a un addestramento senza dizionario, che prevede la classificazione di oggetti senza esempi precedenti per il confronto.

"La questione di come prevenire l'instabilità nei sistemi di apprendimento si pone davvero solo quando si tenta di utilizzare processori biologicamente realistici...", ha affermato Garrett Kenyon, informatico e coautore della ricerca di Los Alamos. "La stragrande maggioranza dei ricercatori nell'apprendimento automatico, il deep learning e le intelligenze artificiali non affrontano mai questo problema, perché nei sistemi artificiali che studiano possono permettersi di eseguire operazioni matematiche globali che influiscono sul guadagno dinamico complessivo del sistema".

I ricercatori caratterizzano la decisione di esporre le reti a un analogo artificiale del sonno come un tentativo quasi ultimo per stabilizzarle. Hanno sperimentato diversi tipi di rumore, più o meno paragonabili alla statica che potresti incontrare tra le stazioni quando sintonizza una radio. I risultati migliori sono stati ottenuti utilizzando le onde del cosiddetto rumore gaussiano, che comprende un'ampia gamma di frequenze e ampiezze. Suggeriscono che il rumore imiti l'input ricevuto dai neuroni biologici durante il sonno non REM. I risultati mostrano che il sonno non REM può in parte aiutare a garantire che i neuroni corticali rimangano stabili e non abbiano allucinazioni.

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