Umelá inteligencia sa učí najlepšie, keď sa chvíľu neučí vôbec: Aj neurónová sieť potrebuje „spánok“

Vedci z Univerzity v San Diegu vysvetľujú, ako sa neurónová sieť učí a aké problémy môžu v rámci tohto procesu vzniknúť. Keď dochádza k sekvenčnému učeniu, nová informácia prepisuje starú, čo vedie k chybe, ktorá sa v odbore označuje ako katastrofické zabúdanie. V tomto smere ľudský mozog pracuje o čosi inak. Keď sa učíme, nové informácie sa prepájajú s už naučenými informáciami. Najlepšie to funguje, ak si dáme chvíľku pauzu a dobre sa vyspíme.

Hoci si počas spánku naše telo oddýchne, myseľ stále „maká“ a pomáha nám roztriediť a uložiť informácie, ktoré sme sa počas dňa naučili, vysvetľuje Maxim Bazhenov, profesor medicíny a výskumník v oblasti spánku. Lenže ako je na tom umelá inteligencia? Bazhenov a jeho kolegovia 18. novembra publikovali štúdiu, ktorá zvažuje, či by podobné biologické modely nemohli pomôcť aj samotnej neurónovej sieti.

Potrebuje neurónová sieť spánok?

V rámci experimentu skúsili novú metódu výučby. Namiesto neustáleho podávania informácií jej vedci vysielali v určitý čas nenápadné signály. Ich práca zistila, že ak sa informácie podávajú takýmto spôsobom, spolu s časom oddychu, imitujúceho spánok, katastrofické zabúdanie mizne.

„Neurónové siete fungujú ako ľudský mozog. Spánok im v tomto prípade umožnil prehrať staré „spomienky“ bez toho, aby museli priamo využívať staré cvičné dáta,“ vysvetľujú autori.

Keď sa naučíme niečo nové, naše neuróny sa aktivujú v určitom poradí, čo medzi nimi posilní synapsy. Počas spánku sa môžu rovnaké neuróny aktivovať spontánne, čo vedci nazývajú reaktivácia, alebo replay. Schopnosť meniť sa totiž neurónom a synapsám počas spánku nemizne. Nám to pomáha udržať myšlienku v pamäti, alebo si utvrdiť nové informácie.

Ako už bolo spomenuté, vedci sa inšpirovali ľudským mozgom a princíp triedenia informácií počas spánku použili aj v prípade neurónových sietí. Zistili, že menší „šlofík“ sieťam prospel a oni už neprepisovali staré dáta. Znamená to, že aj neurónové siete sa môžu učiť nepretržite, rovnako ako ľudia, alebo zvieratá.

Štúdia však môže pomôcť aj nám ľuďom. Autori štúdie vysvetľujú, že ak pochopíme to, čo sa deje v našich mozgoch počas spánku, mohli by sme nájsť spôsob, ako vylepšiť pamäť aj nám. K lepšej pamäti vedie podľa autorov štúdie pochopenie spánkových rytmov. Autori štúdie sa pohybujú aj v tomto odbore. Iné projekty sa zameriavajú na zlepšenie spánkových rytmov rôznou stimuláciou počas spánku, napríklad púšťaním určitých tónov.

Tieto metódy by mohli pomôcť v prípadoch, kedy už naša pamäť slabne, napríklad vyšším vekom. Pomôcť by však mali aj v prípade neurodegeneratívnych ochorení, ako napríklad Alzheimerova choroba. V tomto smere je však výskum autorov len na začiatku. Štúdia, ktorú publikovali sa zameriavala čisto len na problematiku umelej inteligencie a „zabúdania“ ktoré môže nastať ak sú informácie podávané nesprávnym spôsobom.

Zo štúdie však vyplýva, že aj neurónová sieť potrebuje z času na čas menšiu pauzu.