O čem asi sní AI? Kredit: PIROD / Pixabay.

Jak každý jistě ví, spánek chutná sladce. Odborníci vysypou z rukávu, že spánek přináší celou řadu užitečných a zdraví prospěšných věcí. Je mezi nimi i šikovná údržba mozku, protože během spánku dochází k „prořezávání“ nadbytečných synaptických spojení, které si mozek vybudoval během dne. Taková péče jde k duhu neuronům a mozek je pak zdravější.

Tomuto procesu se říká synaptická homeostáze. Slouží k tomu, aby se mozek nezahltil zbytečnými vzpomínkami.

Adriano Barra. Kredit: A. Barra.

Pravděpodobně pomáhá udržovat naše duševní výkony na přijatelné úrovni. A když mozek sní, tak se, mimo jiné, zabývá údržbou paměti. Možná to bude poněkud šokující, ale podle týmu italských badatelů se něco podobného odehrává v umělých neurálních sítích (ANN, podle anglického artificial neural networks). Dokonce to prý funguje hodně stejně jako v lidském mozku.

Dnešní umělé neurální síť (zatím) neusínají samy od sebe. Adriano Barra z italské Univerzity v Salentu se svými kolegy naprogramoval takzvanou Hopfieldovu neurální síť tak, aby byla schopná spát. Inspirovali se známými mechanismy spánku a snění v savčím mozku. Výsledkem jejich snažení byla umělá inteligence, která standardně funguje s online mechanismem strojového učení anebo upadá do offline stavu, v němž zase něco zapomíná a uspořádává si vzpomínky.

Umělá inteligence Deep Dream má snění v popisu práce. Kredit: MartinThoma / Wikimedia Commons.

Když je snivá neurální síť vzhůru, tak se učí a naučené vzory si ukládá do paměti. Ale její paměť má jenom omezenou kapacitu. Barra a spol. do této neurální sítě implementovali mechanismy lidského spánku v matematické podobě. Jde o REM spánek, o němž odborníci předpokládají, že odstraňuje nadbytečné vzpomínky, a pak je to delta spánek, čili spánek pomalých vln, který by snad měl naopak upevňovat významné vzpomínky.

Výsledky experimentů se snivou neurální sítí jsou fascinující. Neurální síť, která nespí, má maximální kapacitu, která odpovídá počtu bitů uložených na jednu synapsi, alfa = 0, 014. Když ale neurální síť mohla spát tak její kapacita dosáhla teoretického limitu, na hodnotě alfa = 1. Rozsáhlé testování se simulacemi potvrdilo, že když si umělá inteligence tohoto typu dá šlofíka, tak jí to rozhodně prospěje.

Barra tvrdí, že pokud jde o duševní schopnosti, ústřední roli samozřejmě hraje učení a schopnost si naučené věci vybavit. Ale snění je podle něj také zásadní charakteristikou jak pro umělou, tak i lidskou inteligenci. Nám nezbývá než doufat, že sny umělých inteligencí jsou pěkné a pohodové. 

Video:  Lecture 11.1 — Hopfield Nets


Literatura
Neural Networks online 29. 1. 2019, Science Trends 14. 2. 2019.