Дослідники показали, що нейронні мережі, побудовані з крихітних відрізків дроту, «володіють» короткостроковою і довгостроковою пам’яттю.
Міжнародна група вчених під керівництвом Сіднейського університету перевірила здатність мережі з нанопроволоки виконувати складні когнітивні завдання, характерні для складної нервової системи. Аналіз показав, що мережі, що імітують фізичну структуру мозку, можуть навчатися і запам’ятовувати дані.
Для тестування своєї мережі вчені використовували модифікований аналог завдання n-назад (англ. n-back). Це популярний експеримент, який використовується в нейрофізіології і психології для оцінки пам’яті. При проведенні тесту випробуваний, якому пред’являють серію зображень (візуальний тест) або називають предмети (тест на слух), повинен вказати, коли той чи інший предмет зустрічався n-кроків тому.
Наприклад, таке завдання може включати демонстрацію послідовності букв, і людині потрібно сказати, коли та ж буква зустрічалася 1, 2 і більше кроків назад. Середній для більшості людей результат в такому завданні — 7. Це означає, що більшість людей можуть розпізнати те ж зображення, яке з’явилося сім кроків назад.
Дослідники виявили, що мережа з нанопроволоки також здатна «запам’ятовувати» бажану кінцеву точку в електричному ланцюзі на сім кроків назад. «Ми маніпулювали напругами кінцевих електродів, щоб змусити шляхи змінитися замість того, щоб дозволити мережі просто робити свою справу», — пояснює Алон Леффлер, співавтор дослідження.
Серія експериментів показала, що під зовнішнім впливом наномережа «навчалася» і її пам’ять «зміцнювалася»: мережа запам’ятовувала шляхи, запропоновані вченим і з часом сформований зв’язок не зменшувався. Це нагадує роботу синаптичної мережі, відзначають вчені, одні зв’язки посилюються, інші — слабшають і в результаті в процесі навчання формуються стійкі зв’язки.
Формування стійких зв’язків в мережі з нанопроволоки. Зображення: Alon Loeffler, University of Sydney
Мережі з нанопроволоки — це тип нанотехнологій, зазвичай виготовляються з крихітних срібних проводів з високою провідністю. Невидимі неозброєним оком частинки, покриті пластиковим матеріалом, розкидані безладно, щоб сформувати сітку. Такі дроти завдяки своїм властивостям імітують фізичні властивості мозку: мережа нейронів, пов’язаних за допомогою синапсів.
Використання таких мереж відкриває велику кількість реальних додатків: наприклад, створення роботизованих пристроїв і сенсорів, яким необхідно швидко приймати рішення в непередбачуваних умовах.