От всевидящего волоса в мозгу к компьютеру-убийце

Заглянуть внутрь человеческого мозга

В двадцатых числах июня в США прошёл крупный медицинский и научно-технический симпозиум, участниками которого были ведущие исследователи общенационального проекта "Человеческий коннектом", или кратко HCP (Human Connectome Project). Название это вполне отчётливо напоминает схожую и куда более известную гранд-инициативу под названием "Проект "Человеческий геном", что, конечно же, не случайность.

Если участники "Генома" успешно и с небывалой прежде тщательностью расшифровывают человеческую ДНК, то проект "Коннектом" занят столь же подробным картографированием мозга человека. Данные, получаемые с помощью передовой аппаратуры магнитно-резонансного сканирования, в высочайшем разрешении отображают структурные и функциональные взаимосвязи между нейронами. Ну а постижение этих картин помогает понять не только то, как мозг делает нас людьми, но и то, из-за чего мы болеем.

В процессе этих исследований, ведущихся седьмой год, специалистами разработана и освоена масса программного обеспечения для анализа подробнейших нейроснимков мозга. И уже сделано немало любопытных открытий. Например, продемонстрировано, что данные HCP позволяют использовать сканы мозга для качественных предсказаний того, какие результаты тот или иной человек покажет в тестах на уровень интеллектуального развития или при решении задач на чтение и запоминание.

Другой пример: установлено, что мозговая активность конкретных людей является столь же уникальной, как, скажем, их отпечатки пальцев. И что картины этой активности могут быть использованы для идентификации человека с более чем 99-процентной надежностью.

Участники симпозиума, собранного для обсуждения важнейших итогов и выбора путей для дальнейшего развития проекта, поневоле вынуждены признать, что "Человеческий коннектом" в каком-то смысле продвигает сканирование мозга в мир известного фантастического фильма Спилберга "Особое мнение" (Minority Report). Отчего результаты выглядят несколько пугающе. Но если исследователям не двигаться вперед, то как мы тогда узнаем, что поджидает человечество за поворотом?

Всевидящий волос из 3D-принтера

В свежем выпуске научного журнала Nature Photonics опубликована статья, рассказывающая о новой микроскопической оптике, созданной германскими инженерами из Университета Штутгарта. Сложной конструкции объектив для видеокамеры изготовлен из нескольких линз разной формы, но при этом имеет размер с крупинку соли.

Это обещает, ясное дело, не только революцию в эндоскопах для медицины, без разрезов визуально исследующей внутренние органы человека, но и в операциях спецслужб по тайной слежке. Используя свою особую технологию 3D-печати, в частности, исследователи соорудили трёхлинзовую камеру на кончике оптического волокна толщиной в два волоса.

Из-за естественных производственных ограничений столь миниатюрные линзы для медицинских приложений прежде не удавалось сделать традиционными способами. Поэтому нынешнее решение через 3D-печать воспринимается как своего рода "сдвиг парадигмы". Техника 3D-печати, также известная как аддитивное изготовление, создает трёхмерные объекты путём последовательного формирования тончайших слоев из таких материалов, как пластмасса, металл или керамика.

Новые компаундные линзы, изготовляемые немецкими изобретателями, можно печатать не только на торце оптоволокна, но и непосредственно на датчиках изображения. Например, на ячейках сенсоров, используемых в цифровых камерах. Такого рода линзы, при тестировании демонстрирующие "высокие оптические показатели и потрясающую компактность", имеют рабочий диаметр 100 микрометров (одна десятая миллиметра), или 120 микрометров вместе с оболочкой корпуса.

Объектив может фокусироваться на изображении с расстояния от 3 миллиметров и доставлять картинку по оптоволокну, к которому присоединён, на расстояния до 1,7 метра. Подобная "система наблюдения" без проблем помещается внутрь иглы стандартного шприца, что позволяет её внедрять не только в человеческие органы, но даже в мозг.

В целом же эндоскопические приложения изобретения позволяют проводить неразрушающие исследования небольших объектов как в областях медицины, так и в промышленности. Кроме того, микролинзы этого типа наверняка найдут применение в практически невидимых мониторах безопасности, в системах скрытой слежки, а также в миниатюрных роботах и дронах с автономной системой зрения.

SkyNet на пороге

Группа учёных-специалистов из Университета Цинцинатти, работая в сотрудничестве с Исследовательской лабораторией ВВС США (AFRL), создала новую систему искусственного интеллекта ALPHA для автономных роботов-истребителей. Система оказалась настолько хороша, что во всех боях на авиасимуляторах не только уверенно побеждает лётчиков-людей на равноценных самолётах, но и в заведомо невыгодных условиях — с меньшим запасом ракет или с худшей скоростью-манёвренностью.

Для главного тестирования "Альфы" был привлечён настоящий ас, отставной полковник американских ВВС Джин Ли (Gene Lee), имеющий огромный опыт военного лётчика-истребителя и инструктора по воздушным боям. Во всех боях против программы, как лётчик ни старался, ему так и не удалось ни разу уничтожить противника. Системе ALPHA, напротив, каждый раз удавалось сбить его самолёт. Поражённый ас, которому доводилось испытывать множество авиасимуляторов, признал, что это "наиболее агрессивная, тонко реагирующая, динамичная и серьёзная система ИИ из всех, которые я когда-либо видел".

Говоря о технических аспектах программы, ALPHA построена на основе "генетического нечёткого дерева", что является одним из подвидов в семействе алгоритмов нечёткой логики. Здесь наилучший из всех алгоритмов отыскивается путём их состязания и скрещивания друг с другом. А древовидная структура системы позволяет разбивать большие задачи на множество мелких, быстро отыскивая наилучшие решения с высоким уровнем грануляции.

Полковник Ли сам помогал отбирать версии для скрещивания разных алгоритмов. Об итогах же встречи с вершиной этой эволюции он говорит так: "Я был поражён тем, насколько умно и чутко реагирует система на ситуацию. Выглядит это так, словно она заранее знает о моих намерениях и реагирует мгновенно на любые мои манёвры в полёте и на пуски ракет. Она знала, как парировать любой выстрел из всех, что я делал. И она мгновенно переходила от обороны к атаке – как это и требуется в бою... После этих испытаний я вернулся домой в состоянии полного физического изнеможения и морального опустошения. Может, это, конечно, и искусственный интеллект, но это уже совершенно реальный вызов человеку"...