2016-11-12 01:46:56 nttcom
Top trend special story: I looked for the form of the computer that the brain computer development advances aiming at person's thought is new.
A special story: The brain computer development advances aiming at person's thought
A computer distinguishes between people, judges the situation and is working personally in the world of science fiction. Is existence of such computer the fantastic story we draw? But the research and development of "brain computer" for which even the real world will make a human brain with an electronic circuit are developed. A brain computer and artificial intelligence have been studied from the old days, the step big to practical use of a brain computer by an outcome of a recent study, I started. I looked for the developed situation of the brain computer and the form of the new computer.
I reproduce a cerebral work and make up with high information processing of "recognizing" etc..
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Even if I say that it has developed aiming at "brain", a computer wouldn't be exaggerated. To express a computer with "computer" seems also to indicate an intention to a brain.
A computer is equipped with the performance which can process a great deal of calculation which easily exceeds a human brain at high speed already. But the way of recognition processing to do does not also like an actual brain by the computer good at high-speed data processing.
CPU reads the program saved on the memory and data, and I dispose of the present computer in turn. Therefore to do the sequential processing for which it takes time to take data on the memory in CPU, there is a problem such as being difficult with dealing with a great deal of data in real time. So a computer of mechanism that the usual type is different from a computer is studied. It's the brain computer to which cerebral mechanism was applied that even the inside is watched in recent years.
Can mechanism be reproduced by the cerebral electronic circuit by which nerve cells gathered in quantities?
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Before explaining the current state of the development of a brain computer, I'll review an actual thing of "brain" a little. There is about ten and several cm of size for a human brain, and a nerve cell of more than 100,000,000,000 is included during it.
A nerve cell consists of the body and long string as "axis cylinder" which develops from there-like part and the "dendrite" which ran away from the body like a branch of a tree. An axis cylinder and a dendrite connect by a connector as "synapse" between the nerves.
When a nerve cell reacts, and the state as "ignition" that an electronic signal bears happens, an electronic signal is transmitted to a dendrite of the next nerve cell from an axis cylinder through a synapse. That an electronic signal from the nerve cell which connected accumulates certain quantity by the next nerve cell, an electronic signal is fired, and born newly. This repeat thinks and recognizes, and if, it'll be origin of the cerebral activity that I say. When a brain is also treating information with an electronic signal, can't the function of the brain be reproduced by an electronic circuit? This is approach of a brain computer. A typical example is the "neural net" which was modeled on the mechanism that one between the nerve cell tells an electronic signal each other by an electronic circuit. There is "hierarchical neural net" as a basic way of thinking of a neural net. An artificial nerve cell is composed of this at a multistage bed as "input layer" "intermediate layer" "output layer" (figure).
First data is taken in an input layer. The data an input layer took in, and, an electronic signal is sent to the artificial nerve cell in an intermediate layer. Each "It's immersed in the weight." is made an electronic signal at this time, and it reaches an intermediate layer. When the total of the signal which has reached exceeds the fixed price, one fires and lets an electronic signal run in a nerve cell of the next layer, too. And the one which has even reached the last output layer is indicated as an output. I had the idea by which a neural net is it itself from the old days, but it was a long problem how to do "the appropriate weight immerse".
It's the technique as the learning of depths (Deep learning) that the problem was settled. The learning of depths is to give much input, and a computer is something to learn automatically. The weight immerse during a neuron of the electronic circuit modeled on a nerve cell using this learning of emotional depths is adjusted automatically. Research and development expect that it'll be the break through which brings a brain computer and artificial intelligence close to realization by this, and become active more.
2016-11-12 01:46:56 nttcom
トップトレンド特集：人の思考を目指して開発が進む脳型コンピューター新しいコンピューターの姿を探ってみた。
特集：人の思考を目指して開発が進む脳型コンピューター
SFの世界では、コンピューターが自ら人を見分け、状況を判断して働いている。こうしたコンピューターの存在は、私たちが描く夢物語だろうか。しかし現実の世界でも、電子回路で人間の脳をつくろうという「脳型コンピューター」の研究開発が進んでいる。脳型コンピューターや人工知能は古くから研究されてきたが、最近の研究の成果により脳型コンピューターの実用化へ大きなステップを踏み出したのだ。脳型コンピューターの発展の状況と、新しいコンピューターの姿を探ってみた。
脳の働きを再現し「認識」などの高度情報処理をこなす
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コンピューターは「脳」を目指して発達してきたと言っても過言ではないだろう。コンピューターのことを“電脳”と表現するのも、脳への志向を示しているかのようだ。
すでにコンピューターは、人間の脳をはるかに超える大量の演算を、高速に処理できる性能を備えている。しかし、高速な演算処理が得意なコンピューターでも、実際の脳が行うような認識処理の方法は苦手だ。
現在のコンピューターは、メモリー上に蓄えられたプログラムやデータをCPUが読み込み順番に処理をする。そのため、メモリー上のデータをCPUに取り込むために時間がかかる、逐次処理をするため大量のデータをリアルタイムで処理するのは困難、といった問題がある。そこで、従来型のコンピューターと異なる仕組みのコンピューターが研究されている。その中でも近年注目されているのが、脳の仕組みを応用した脳型コンピューターだ。
神経細胞が大量に集まった脳電子回路で仕組みを再現できるか
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脳型コンピューターの開発の現状を説明する前に、実際の「脳」のことを少しおさらいしよう。人間の脳は、十数cmほどの大きさがあり、その中には1000億以上の神経細胞が含まれている。
神経細胞は、本体とそこから伸びる「軸索」という長いひも状の部分、そして本体から樹の枝のように飛び出た「樹状突起」で構成される。神経同士は、軸索と樹状突起が「シナプス」というコネクターでつながる。
神経細胞が反応して電気信号が生む「発火」という状態が起こると、軸索からシナプスを通じて、隣の神経細胞の樹状突起に電気信号が伝わる。隣の神経細胞では、つながった神経細胞からの電気信号が一定量蓄積すると発火して、新しく電気信号が生まれる。この繰り返しが、考えたり認識したりという、脳の活動のもととなる。脳も電気信号で情報を処理しているならば、電子回路で脳の機能を再現できないか。これが脳型コンピューターのアプローチだ。代表的な例が、神経細胞同士が電気信号を伝え合う仕組みを電子回路で模した「ニューラルネット」である。ニューラルネットの基本的な考え方として「階層型ニューラルネット」がある。これは、人工の神経細胞を「入力層」「中間層」「出力層」という多段階層で構成する（図）。
まず、データが入力層に取り込まれる。入力層は取り込んだデータをもとに、中間層の人工の神経細胞に電気信号を送る。このとき、電気信号はそれぞれ「重みづけ」がされ中間層に届く。届いた信号の総和が一定の値を超えると、自分も発火して次の層の神経細胞に電気信号を流す。そして最後の出力層にまで届いたものが、出力結果として表示される。ニューラルネット自体の考えは古くからあったが、どうやって「適切な重みづけ」をするかが長年の課題だった。
その課題を解決したのが深層学習（ディープラーニング）という手法だ。深層学習とは、多くの入力を与えることで、コンピューターが自動的に学習するというものだ。この深層学習を用いて神経細胞を模した電子回路のニューロン間の重みづけを自動的に調整するのである。これにより、脳型コンピューターや人工知能を実現に近づけるブレークスルーになると期待され、研究開発が一段と活発になっている。