Han bygger en dator som får egen vilja

2003-10-27 12:10  
Anders Lansner, KTH

Han har grundstenarna klara för en dator med egen vilja, och den ska byggas med hjärnan som förebild. Anders Lansner, professor i datalogi vid Stockholms universitet och KTH, har simulerat tankeverksamheten i ett system som motsvarar en tredjedel av en mushjärna i storlek.

Efter flera års forskning har Lansner och hans grupp på KTH nått en nivå där datorprogrammen börjar likna en hjärna. Tidigare i år stod datorklustret på KTH och drömde i flera timmar, för att förstärka minnet av ett antal inlärda mönster.
Anders
Lansner
Foto: Per
Westergård
- En neuronnät som rekapitulerar en serie ettor och nollor är förstås en dålig kopia av en dröm, men simuleringen bygger på vad hjärnforskarna vet om hur råttor drömmer för att bättre lagra in minnen.

Målet är datorer som kan fatta beslut utan fullständig information, tolka mönster och göra bedömningar. De blir bra på precis det som dagens datorer är dåliga på.
- Programmeringen av sådana hjärnliknande datorer skulle mer likna träning av cirkushästar, säger Lansner. Vi skulle inte längre kunna se vad som rör sig i deras tankar. Men de skulle i princip kunna tanka över varandras hela hjärnor över internet.

Forskningsområdet är artificiella neuronnät, läraktiga datorprogram som hämtar inspiration från biologiska nervsystem. Det var ett hett forskningsområde som lockade många forskare fram till nittiotalet.
- Tyvärr översålde man idén med neuronnät, utan att kunna leverera, vilket gjorde att många tappade tron för forskningen, säger Lansner. Vi arbetar på lång sikt. Femton, tjugo år.

Neuronnät används dock, oftast inom väldigt speciella områden som igenkänning av fingeravtryck och ansikten. Inom industrin används de för att läsa av sensorer med brusiga signaler, och inom försvaret arbetar man på ett system som snabbt ska kunna uppdatera bilden av ett föränderligt slagfält.

Samarbetar med hjärnforskare
Mycket av Lansners tid ägnas åt samarbete med hjärnforskare på Karolinska institutet. Där gäller det att simulera hur enskilda hjärnceller fungerar.

Ett sextiotal simulerade minnesceller sammankopplade. Antalet kopplingar blir betydligt fler, över 1700 stycken, och det är där minnet sitter, i kopplingarna.
Hjärnbarken består av ett hundratal barkområden som bearbetar och minns olika intryck. Mellan dessa områden löper hjärnans motorvägar för information, stora knippen med nervtrådar. De olika barkområdena är till en början väldigt lika varandra. Det är vad de tränas på som avgör hur de utvecklas. Längre ner, centralt i hjärnan, under barken, ligger också belönings- och motivationscentrum.

Lansners projekt, en framtida neurodator, bygger på två centrala antaganden. Det ena är att minnet sitter i synapserna, nervcellernas kopplingsstationer som är åttatusen gånger fler än nervcellerna. De förstärks och nybildas när vi lär oss något nytt och försvagas när vi glömmer. Det andra är att motivations- och belöningssystemen är centrala i all inlärning, ända ned på cellnivå.

- Hjärnforskningen har haft en stark inriktning på motivationssystemen de senaste åren, säger Lansner. Det är de som styr hur mycket vissa synapser ska stärkas eller försvagas.

I forskarnas datorprogram vid KTH representeras varje synaps av ett tiotal sammanlänkade matematiska ekvationer. Liksom i hjärnan förstärks och försvagas olika synapser när programmet lär sig eller glömmer något.

Datorerna är otillräckliga
Siffran är osäker men människas hjärna innehåller uppemot en miljon miljarder synapser. Att simulera så många aktiva synapser i realtid är omöjligt. Datorerna är ännu hopplöst otillräckliga. Det skulle behövas ett datorkluster med över två miljoner sammankopplade processorer. Och driften skulle kräva en strömtillförsel på 400 megawatt, alltså en mindre kärnkraftsreaktor.

Simuleringen av en tredjedel av en "mushjärna" tidigare i år skedde i slow motion. En minnesåtkomst som tar 100 millisekunder för en hjärna tog 100 hela sekunder för datorklustret. Uppgiften var kanske inte heller så rafflande, att jämföra en minnesbild av ettor och nollor med nya slumpgenererade mönster av ettor och nollor.

Körningen visade dock att det går att köra ett neuronnät på ett tusental processorer. Kommunikationen blir inte någon flaskhals, trots att de flesta trodde att hela systemet skulle drabbas av total infarkt. Det är processorernas snabbhet och minneskapacitet som är otillräckliga, enligt Lansner som räknar med Moores lag. Om den fortsätter att gälla så blir datorerna så kraftfulla om femton, tjugo år att det blir möjligt att i realtid simulera människohjärnans hela komplexitet i en superdator.

Lansner medger att det finns risker med en sådan utveckling.
- Det finns nog en risk att vi överlåter allt fler beslut till sådana system, vilket ger ökad sårbarhet i samhället. Och det är klart, visst finns en risk att någon i framtiden skapar något slags terminatorrobotar och annat elände, men robotar är inte härsklystna av naturen som vi människor. Det blir vi människor som använder robotarna som ger dem deras ambitioner.

Sture Henckel

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt

Läs mer