Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Всероссийская научно-техническая конференция "Нейроинформатика-99". Дискуссия о нейрокомпьютерах

Голосов: 0

В книге публикуются материалы круглого стола "Дискуссия о нейрокомпьютерах - 10 лет спустя", проведенного 21 января 1999 года в МИФИ в рамках Всероссийской конференции "Нейроинформатика-99". В дискуссии приняли участие более тридцати российских и зарубежных специалистов. Обсуждались достижения последнего десятилетия в области теории нейронных сетей, моделирования мозга, приложений нейротехнологии, разработки нейрокомпьютеров, а также оценивались перспективы развития нейрокомпьютинга. В качестве одного из приложений в книге приведены материалы предыдущей аналогичной дискуссии, состоявшейся в Пущино в 1988 г.

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
         НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-99

ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ
          КОНФЕРЕНЦИЯ


   НЕЙРОИНФОРМАТИКА-99
        20-22 января 1999 года


      ДИСКУССИЯ
          О
  НЕЙРОКОМПЬЮТЕРАХ




              МОСКВА 2000


    НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-99

ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ
          КОНФЕРЕНЦИЯ

    НЕЙРОИНФОРМАТИКА-99
        20-22 января 1999 года

     ДИСКУССИЯ
         О
 НЕЙРОКОМПЬЮТЕРАХ




             Москва 2000


УДК 004.032.26
ББК 32.818я5
М82

НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-99. ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНО-
ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ НЕЙРОИНФОРМАТИКА-99.
Дискуссия о нейрокомпьютерах. М.:МИФИ, 2000. 224 с.


   В книге публикуются материалы круглого стола "Дискуссия о
нейрокомпьютерах – 10 лет спустя", проведенного 21 января 1999 года в
МИФИ в рамках Всероссийской конференции "Нейроинформатика-99". В
дискуссии приняли участие более тридцати российских и зарубежных
специалистов. Обсуждались достижения последнего десятилетия в
области теории нейронных сетей, моделирования мозга, приложений
нейротехнологии, разработки нейрокомпьютеров, а также оценивались
перспективы развития нейрокомпьютинга.
   В качестве одного из приложений в книге приведены материалы
предыдущей аналогичной дискуссии, состоявшейся в Пущино в 1988г.

       Ответственные редакторы:
       А.А.Фролов, доктор биологических наук
       А.А.Ежов, кандидат физико-математических наук




   ISBN 5-7262-0311-9               © Московский государственный
                                    инженерно-физический институт
                                     (технический университет), 2000




                                                                   2


               ISBN 5-7262-0311-9. ДИСКУССИЯ О НЕЙРОКОМПЬЮТЕРАХ.


                      СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ                                                        5
ВОПРОСЫ ДИСКУССИИ                                               9
ОТВЕТЫ УЧАСТНИКОВ ДИСКУССИИ                                    11
  Роман Матвеевич Борисюк                                     13
  Эркки Ойа                                                   17
  Александр Алексеевич Фролов                                 21
  Юрген Шмидхубер                                             25
  Герман Хакен                                                27
  Виталий Иванович Крюков                                     29
  Сергей Александрович Шумский                                34
  Борис Михайлович Владимирский                               37
  Владимир Витальевич Харитонов                               38
  Маргарита Георгиевна Кузьмина                               40
  Берт Каппен                                                 43
  Виталий Львович Дунин-Барковский                            45
  Виктор Львович Введенский                                   48
  Галина Ивановна Шульгина                                    51
  Сергей Александрович Терехов                                55
  Митя Перус                                                  60
  Дэн Вентура                                                 64
  Юрген Шурманн                                               67
  Ирина Игоревна Сурина                                       69
  Анатолий Иванович Самарин                                   72
  Юрий Владимирович Тюменцев                                  76
  Александр Николаевич Горбань                                82
  Александр Иванович Галушкин                                 84
  Рон Крисли                                                  90
  Тони Мартинец                                               91
  В.Г. Капралов и Л.А. Станкевич                              92
  Сергей Петрович Романов                                     96
  Владимир Романович Чечеткин                                101
  Светлана Владимировна Мостинская                           104
  Александр Александрович Ежов                               105

                                                              3


   ISBN 5-7262-0311-9. ДИСКУССИЯ О НЕЙРОКОМПЬЮТЕРАХ.______________________


Приложение 1                                                 129
     Подчиняются ли квантовые нейронные сети ограничениям
     тезиса Черча-Тьюринга
         ДэнКаттинг
Приложение 2                                                 139
     Кто мы, куда мы идем, как путь наш измерить?
         А.Н.Горбань
Приложение 3                                                 151
     Катарсис
         Ф.В.Широков
Приложение 4                                                 163
     Моделирование функциональной системы по П.К. Анохину
     – путь к взаимопониманию между биологами и кибернетиками
         В.Г.Редько
Приложение 5                                                 169
     Семантические нейроподобные сети – следующий шаг
     нейрокомпьютинга
         В.И.Бодякин
Приложение 6                                                 177
     ИНФОРМАЦИОННЫЙ МА ТЕРИАЛ
    «ДИСКУССИЯ О НЕЙРОКОМПЬЮТЕРАХ"
     г. Пущино, 11-13 мая 1988 года




                                                                        4


                            ВВЕДЕНИЕ

        В этой книге содержатся материалы дискуссии о реальности и
перспективах нейрокомпьютинга. Эта дискуссия прошла в рамках
Всероссийской конференции "Нейроинформатика-99" (Москва, 20-22
января, 1999). Публикация этих материалов в юбилейный год 150-летия
со дня рождения И.П.Павлова представляется не случайной, т.к. теория
нейронных сетей, лежащая в основе нейроинформатики, возникла и
многие годы развивалась как математическое описание работы мозга и, в
частности, его способности к ассоциативному обучению, эксперимен-
тальное исследование которого и явилось основой теории И.П.Павлова о
высшей нервной деятельности. И.П. Павлов понимал высшую нервную
деятельность как проявление приспособления (уравновешивания) орга-
низмом влияний внешней среды и понимал роль математики в описании и
исследовании такого "уравновешивания".


            “Вся жизнь от простейших до сложнейших организмов,
      включая, конечно, и человека, есть длинный ряд все
      усложняющихся уравновешиваний внешней среды. Придет время –
      пусть отдаленное – когда математический анализ, опираясь на
      естественнонаучный, охватит величественными формулами
      уравнений все эти уравновешивания, включая в них, наконец, и
      самого себя" (И.П.Павлов. Лекции о работе больших полушарий
      головного мозга". Избранные произведения, 1951. стр. 192)”.


        Теория нейронных сетей, как попытка математического описания
работы мозга, возникла в 1943 г., начиная с работ Уоррена МакКаллока и
Уолтера Питтса, хотя настоящий взрыв числа исследований в этой области
произошел в 80-е годы, когда своей замечательной работой Джон Хопфилд
(1982) привлек к теории нейронных сетей интерес большого числа
специалистов в области теоретической физики. В 80-е годы модель
Хопфилда обсуждалась на многочисленных семинарах, проводимых в
СССР в Институте проблем передачи информации, НИВЦ в Пущино,
Институте высшей нервной деятельности, Филиале Института атомной
энергии (Троицк), МГУ и многих других научных организациях. Вопросы,
которые волновали тогда нейрофизиологов, математиков инженеров и всех

                                                                     5


тех, кто интересовался ситуацией в теории и приложениях искусственных и
естественных нейронных сетей, были новы и необычны: "Что такое
спиновые стекла, фрустрация, энергия состояния сети, критическая
температура?" "Что же сделал Хопфилд?" Так в теорию нейронных сетей
вошел язык физики. Но процесс был не односторонним. Физики,
посещавшие эти семинары, узнавали, что такое синапсы, спайки, внимание,
доминанта и пр. В 1988 г. по инициативе Виталия Ивановича Крюкова и
Романа Матвеевича Борисюка в Пущино была организована конференция
"Архитектура Нейрокомпьютеров", во время которой               проводилось
заседание круглого стола "Дискуссия о нейрокомпьютерах". Вопросы,
вынесенные на дискуссию, в сжатом виде выражали то главное, что
интересовало исследователей на протяжении уже нескольких лет. Их было
всего пять: 1) "Что сделал Хопфилд?"; 2)"Коннекционизм – столбовая
дорога или тупик?"; 3)"Наше отношение к нейронаукам?"; 4) "С кем идти и
куда?"; 5) "Почему нас интересуют нейрокомпьютеры?" Дискуссия была
жаркой и интересной. Выступления участников были опубликованы в
отдельной брошюре (по-русски), и в книге Neural networks – theory and
architecture. Proceeding in nonlinear science. A.V.Holden, V.I.Kryukov eds.
Manchester University Press, UK, 1990, pp. (по-английски).
         С тех пор прошло более десяти лет. Случилось многое. Многое, о
чем говорилось на той дискуссии, стало реальностью и обыденностью.
Появились нейрокомпьютеры. Теория нейронных сетей, как искусственных,
так и естественных, не стояла на месте. Нейротехнология охватила
практически все мыслимые области деятельности: финансы и медицину,
космическую технику и информационные технологии, промышленность и
вооружения. Последнее десятилетие 20-го века было объявлено
десятилетием мозга. И вот уже снова среди специалистов, занимающихся и
мозгом и нейрокомпьютингом зазвучали слова нового непривычного языка:
суперпозиция и редукция волнового пакета, унитарные преобразования и
спутанные состояния.
         Но нечто осталось незыблемым. Это нечто – удивительная дружба
и благожелательность, сложившаяся в нейросетевом сообществе, которое
постоянно собирает специалистов разных областей вместе, и они вновь и
вновь обсуждают новости, пытаются понять что происходит, что сделано,
что предстоит и что сейчас самое главное. Места встреч – это и Москва и
Ростов-на-Дону, и Красноярск, и Снежинск. В начале 1999 года многих
собрала конференция Нейроинформатика-99 в МИФИ, на которое прошло
заседание круглого стола "Дискуссия и нейрокомпьютерах – 10 лет спустя",
материалы которой и публикуются в настоящей книге. Вопросы, которые

                                                                       6


были вынесены на обсуждения, были более широкими, чем на предыдущей
дискуссии, но подтекст был связан не только с желанием подвести
некоторые итоги на рубеже века и тысячелетия, но и с необходимостью
услышать звучание нового языка – языка квантовой механики. МИФИ
оказался подходящим и гостеприимным местом для этого. Чтобы не
оказаться провинциальными, организаторы дискуссии обратились с
просьбой заочно ответить на ее вопросы зарубежных ученых, и, к нашей
радости, они живо откликнулись на это предложение. Мы чрезвычайно
признательны, что свои ответы прислали Герман Хакен (и мы услышали
язык синергетики), Юрген Шурманн (язык статистики), Юрген Шмидхубер
(язык теории сложности), Эркки Ойа (язык теории обучения), Берт Каппен
(язык теории вероятностей) и Пентти Канерва (язык моделирования мозга).
Митя Перус, Рон Крисли, Дэн Вентура, Дэн Каттинг, Тони Мартинец –
составили великолепный "квантовый ансамбль" (в вопросах дискуссии не
было явных намеков на гуманитарные темы, столь родственные человеку и
его мозгу – но не забудем, что язык математики может говорить и о красоте
– и работы Юргена Шмидхубера свидетельствуют об этом). Мы надеемся,
что выступления русских ученых не звучат диссонансом в этой полифонии.
        В книге, помимо ответов участников работы Круглого стола на
вопросы дискуссии, имеется ряд приложений, среди которых читатель
найдет “неформатные” выступления ряда участников конференции,
непосредственно относящиеся к обсуждаемым вопросам. Кроме того, с
разрешения редактора прошлой дискуссии В.И.Крюкова, в приложение
вынесены ее материалы. Сравнение предыдущего и нынешнего обсуждения
безусловно окажется полезным читателю книги.
        Незадолго до смерти Эдуардо Каянелло заметил, что теория
нейронных сетей – это язык, на котором можно объяснить все. Нам кажется,
что именно этот живой и развивающийся, обогащающийся новыми,
взятыми из разных наук знаниями язык, может объединить нейрофизи-
ологов, физиков, математиков, компьютерщиков, психологов и философов
и помочь им вместе продвинуться вперед и в понимании мозга, и в
создании систем, которые были бы умными и сообразительными,
изобретательными и творческими.
        В заключение мы хотим выразить благодарность всем тем, кто
помог в организации Круглого стола и публикации его материалов: ректору
МИФИ Б.Н.Оныкию, проректорам МИФИ В.В. Харитонову, Б.Ю. Богда-
новичу, преподавателям МИФИ И.М.Ядыкину, О.А.Мишулиной, аспиранту
МИФИ В.В. Коржу, сотрудникам МИФИ О.А.Синицыной, сотрудникам
ТРИНИТИ А.В.Нифановой, Ю.В.Раксеевой, Л.А. Книжниковой, замести-

                                                                     7


телю генерального директора Интеррос А.А. Калине, а также А.А.
Дудникову и А.А. Ежовой.

   Примечание. Мы заранее извиняемся перед участниками дискуссии, что нам
пришлось расположить их выступления в некотором, наверное, далеко не в
оптимальном порядке, который никак не связан с объемом и глубиной ответов, но
показался нам все же в некотором смысле разумным. (трудность организации
материалов заключалась, в частности, и в том, что выступления русских участников
были живыми, а зарубежных – заочными). Кроме того, мы позволили себе смелость
предварить каждое из выступления взятой из него цитатой, в сжатой форме
выражающей одну из его главных мыслей. Вся ответственность за неудачный выбор
этой цитаты падает на наши головы. Кроме того, некоторые из присланных ответов
на вопросы дискуссии не вполне соответствовали ее формату и, поэтому, мы
привели из них только некоторые места, так или иначе выражающие позицию
участника по рассматриваемым вопросам.

                Редакторы материалов дискуссии:
                 доктор биологических наук                       А.А.Фролов
                 кандидат физико-математических наук              А.А. Ежов


                                               Московский государственный
                                             инженерно-физический институт
                                                 (технический университет),
                                                        21 января 1999 года




                                                                            8


                       ВОПРОСЫ ДИСКУССИИ

   1. Какие достижения в области теории нейронных сетей за последние 10
лет Вы считаете наиболее значительными?

   2. Что нового получено за последнее десятилетие в понимании работы
мозга?

   3. Каковы главные достижения десятилетия в области разработки
нейрокомпьютеров?

   4. Какие примеры практического применения           нейротехнологий
представляются Вам наиболее значительными?

   5. Какие направления нейрокомпьютинга будут важнейшими в
следующем десятилетии?

   6. Каковы передовые рубежи и границы нейрокомпьютинга и с
какими иными технологиями он будет взаимодействовать наиболее
плодотворно?




                                                                    9



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика