Знатоки без труда вспомнят старый рассказ М. Емцева и Е. Парнова «Приговоренный к наслаждению» (1966). Наверное, это первое в нашей фантастике произведение, в котором с помощью имплантированного в голову устройства можно было подавать импульсы в определенные точки мозга. С тех пор прошло немало времени, и теперь никого не удивишь «нейрочипами» или «биочипами». Если поверить фантастам, то в недалеком будущем в наших головах «серому веществу» практически не останется места…

Летописцы компьютерной эры начинают свой отсчет с 1946 года, когда заработала электронно-вычислительная машина ENIAC. Тогда 18 тысяч ламп и тактовая частота 100 килогерц считались великим достижением А кого сейчас удивляют гигагерцы ноутбука?

Но и в те далекие времена, и в наши дни существуют всего лишь два принципа обработки информации — последовательный и параллельный. В первом случае обрабатываются символы, например, компьютером, во втором — распознаются образы. Например, человеком.

И тогда же пытливые умы задумались — а нельзя ли воплотить хотя бы некоторые свойства человеческого разума в машине? И в середине пятидесятых годов прошлого столетия термин «искусственный интеллект» (artificial intelligence) перекочевал со страниц фантастических произведений в научные монографии и статьи. Разумеется, речь шла всего лишь о решении интеллектуальных задач. Предлагалось два пути развития, по которым до сих пор идут разработчики искусственного интеллекта. Первый — это реализация идеи так называемого «черного ящика». Грубо говоря, если устройство реагирует на информацию и решает поставленные задачи как человек, то не имеет значения, что у нее внутри — шестеренки, программа или «неонка», не важен и принцип ее работы. Собственно, уже сейчас, общаясь с незнакомцем в Сети, не сразу поймешь

— это живой собеседник или «бот»

— программа, имитирующая человека.

Второй путь — воспроизведение структуры человеческого мозга, моделирование его основных элементов. Элементом же мозга, как известно, является нервная клетка — нейрон.

В нашей голове более триллиона нейронов, связанных между собой синапсами — нитями, по которым передаются электрические импульсы различной силы и частоты. Эта сеть с огромным числом связей и есть homo sapiens. Малейшего повреждения иногда хватает, чтобы царь природы лишился слуха, зрения, превратился в тупую тушу. А порой и чудовищные травмы остаются без последствий. Известен случай, когда лом, пробивший дыру в голове человека, ни в малейшей степени не повлиял на его умственные способности. Вероятно, наша память не локализуется в определенном месте, а рассредоточена по всей нейронной сети, многократно дублируясь.

Создать искусственный нейрон очень просто. Его можно смоделировать на базе радиолампы, транзистора, микросхемы. Такая модель способна имитировать несложные операции по распознаванию сигналов. Но когда задача хоть немного усложняется, необходимо соединять нейроны в сети. Элементами сети являются простые нейроны-процессоры, каждый из которых может запомнить определенное количество информации. Такая сеть должна решать не только задачи, доступные обычному компьютеру, но также и нестандартные задачи, которые трудно или невозможно формализовать с помощью математики.

С середины 50-х и до середины 60-х было предпринято немало по-пыток создать нейросети. Например, перцептроны, имитирующие взаимодействие человеческого глаза с мозгом. В те годы проблема распознавания образов не была решена, возможности компьютеров были невелики. Более того, как позже выяснилось, в методологии имелись существенные изъяны.

Теория, впрочем, развивалась, и российским ученым удалось обойти тупики, в которые зашли их американские коллеги. Благодаря исследованиям наших ученых была разработана общая методика синтеза многослойных нейронных сетей. Возникла новая дисциплина — нейроматематика, позволяющая решать теоретические и прикладные задачи.

В конце 80-х годов, когда компьютерные технологии совершили рывок, осталось только воплотить теорию нейросетей в жизнь.

Итак, нейрокомпьютеры — это реализация нейросетей в «железе». Сердце такого компьютера — нейрочип, который представляет собой микропроцессор, как правило, на кремниевой основе. Его архитектура принципиально отличается от продукции AMD или Intel. Отличительные качества: массовый параллелизм вычислений, распределенное представление информации, адаптивность, способность к обучению и обобщению, высокая помехоустойчивость.

В этой сфере мы не только не отстаем, а даже впереди «планеты всей». Разработанный несколько лет назад одной московской фирмой микропроцессор NM6403 NeuroMatrix превосходит по своим параметрам все зарубежные аналоги. (Неудивительно, что западноевропейский филиал японского гиганта Fujitsu приобрел лицензию на производство этого микропроцессора.)

Сейчас к разработками в области нейрокомпьютерных технологий подключились сотни компаний, среди которых Intel, DEC, IBM, Motorola.

Нейрокомпьютеры позволяют решать проблемы в самых различных областях. В первую очередь — при постановке задач по обработке нечеткой и неполной информации, таких, как моделирование в научных экспериментах, прогнозирование экономических и финансовых процессов, распознавание летящих целей, медицинская диагностика, шифрование и дешифровка… Уже сейчас большая часть кредитных карточек в США обрабатывается с помощью нейротехнологий. Активно создается система массового видеоконтроля. Ведутся работы по использованию нейрокомпьютеров при управлении реакторами. Нейрокомпьютеры задействованы в системах информационной безопасности, в частности для обнаружения и предотвращения хакерских атак. Применяют их также для обработки изображений — например, космической фотосъемки. О военных аспектах и говорить не приходится: моделирование ядерных взрывов, обработка гидролокационных сигналов для обнаружения и определения типов подводных лодок… Словом, их применение весьма специфично, и в качестве «персоналок» они пока вряд ли нам пригодятся. Но жизнь нашу изменят в любом случае.