Учёные Саратовского государственного университета имени Чернышевского создали искусственный нейрон — крошечный электронный генератор, способный имитировать работу клеток человеческого мозга. Он проще, дешевле и эффективнее большинства аналогов, утверждают разработчики. Результаты их работы опубликованы в престижном журнале Chaos, Solitons & Fractals.
В основе проекта — знаменитая модель ФитцХью–Нагумо, описывающая поведение живых нейронов. Саратовские инженеры взяли существующую схему и буквально «разобрали» её до костей. Они выкинули всё лишнее — дублирующие цепи, лишние источники питания, громоздкие элементы — и придумали хитрый трюк: добавили диод в цепь усилителя. Этот маленький компонент неожиданно улучшил характеристики и сделал устройство более «живым».
«Мы построили вольтамперные характеристики и проверили, как меняется сигнал при разных настройках. Оказалось, что новая схема работает стабильно, экономно и очень похоже на настоящий нейрон», — рассказывает аспирант СГУ Лев Такаишвили.
Команда проделала полный цикл: от математической модели до реального устройства. «У нас есть теоретическая модель, имитация в симуляторе и уже четыре собранных экземпляра настоящих нейронов», — добавляет профессор Илья Сысоев.
Учёные решили три главные задачи:
— упростили конструкцию, не потеряв ключевые свойства;
— сделали колебания более импульсными — как в живом мозге;
— добавили модульность, позволяющую менять «тип» нейрона, просто варьируя число диодов.
Благодаря этому можно имитировать работу разных нервных клеток — пирамидальных, интернейронов, ретикулярных и других.
Профессор Владимир Пономаренко отмечает: такие искусственные нейроны пригодятся не только для развития искусственного интеллекта, но и для создания нейропротезов и даже искусственной жизни. Ведь настоящий мозг — это миллиарды нейронов, и воссоздать его полностью пока невозможно. Но с помощью подобных электронных клеток уже можно моделировать нервные системы простых существ — например, червей или мух.
«Мы надеемся, что через 10–15 лет появятся искусственные животные, созданные из таких нейронов. Это будет прорыв в понимании природы интеллекта», — говорит Пономаренко.
Дальше учёные собираются совершенствовать устройство, объединять его в сложные нейросети и искать новые применения — от биомедицины до робототехники. Эта работа на стыке физики, биологии и программирования показывает, что путь к созданию «искусственного мозга» уже начался. И, возможно, первая искра разума в кремнии зажглась именно в Саратове.
