Технологии со скоростью мысли: как научить компьютеры думать по-человечески

Лауреат премии Президента в области науки и инноваций для молодых ученых 2023 года Сусанна Гордлеева разрабатывает модели, по которым вычислительные машины учатся думать, как люди. Мы выяснили подробности.

— Вы профессор кафедры нейротехнологий Института биологии и биомедицины Нижегородского госуниверситета, ННГУ. Как вы пришли в эту область?

— В 2004 году я поступила на радиофизический факультет ННГУ. На третьем курсе нужно было выбрать специализацию. К нам в группу с презентацией своего направления пришел завкафедрой нейротехнологий Виктор Борисович Казанцев. Он с задором рассказывал о биологических и искусственных нейронных сетях. Мы ничего не поняли, но заразились энтузиазмом молодого доктора наук и все как один записались к нему с научными работами. До финала из 10 человек дошла только я: под руководством Виктора Борисовича подготовила и защитила магистерскую диссертацию. А потом и кандидатскую, и докторскую.

— Объясните популярно суть исследований, за которые вы получили премию.

— Я строю биолого-правдоподобные математические модели, которые на клеточном уровне описывают работу человеческого мозга. На этих моделях основаны перспективные технологии искусственного интеллекта — ​нейроморфные, или мозгоподобные. Устройства с нейроморфными технологиями эффективнее стандартных информационно-вычислительных систем на основе архитектуры фон Неймана — ​способны обработать больше информации и потратить меньше энергии. Я добавила влияние вспомогательных клеток головного мозга — ​астроцитов. Это стало ключевой особенностью моих моделей и повысило их эффективность в решении задачи классификации.

— На какой стадии проект?

— Модели готовы, дальше — ​их техническое воплощение в мемристорной электронике. Наше исследование выполнено в рамках научной программы Национального центра физики и математики, вот там как раз создают «железо».

Вместо живых нейронов в технике используют чипы. Передача информации от одного нейрона к другому в мозге происходит через синапсы. В качестве синапсов инженеры используют мемристоры — ​компоненты электрической цепи, которые могут изменять свое сопротивление в зависимости от подаваемого электрического тока и частоты его подачи.

— Где востребована такая электроника?

— В ближайшее время она будет востребована в самых разных областях: от беспилотных транспортных систем до медицины. Например, можно сделать имплант и внедрить в мозг пациента с нейродегенеративным заболеванием. Имплант будет стимулировать, регистрировать и обрабатывать сигналы нейронных сетей.

— Много разговоров о том, что искусственный интеллект опасен для человечества. Вы согласны?

— Пока нам бояться нечего, на сегодня реализован только слабый искусственный интеллект, который обучают люди. Сильный, основанный как раз на нейроморфных технологиях, будет обучать сам себя, и вот этот процесс нужно будет регулировать.

— Какие еще исследования вы ведете?

— Изучаю на добровольцах активность головного мозга: даю людям разные задачи, на энцефалограмме отслеживаю деятельность функциональных нейронных сетей. На основе этих данных разрабатываю нейроинтерфейсы — ​технологии передачи информации из мозга на внешние устройства: смартфон, компьютер, дрон, экзоскелет и проч.

— Что вы почувствовали, когда узнали о присуждении премии?

— Я в третий раз отправила заявку, и это был последний шанс: на момент подачи ученому должно быть не больше 35 лет. Конечно, эмоции исключительно положительные. Это высшая награда для молодых ученых в нашей стране. Приятно, когда твой научный результат оценен. Люди по-разному относятся к наградам, для ­кого-то это своеобразный финиш. Для меня, наоборот, стимул работать дальше.

— Вы молодой доктор наук. Трудно в 30 с небольшим защитить диссертацию?

— Трудно, не скрою. Я выбрала непростой путь: по специальности я радиофизик, а диссертация — ​по биофизике. Защищалась не в своем университете, а в Институте биофизики клетки Российской академии наук. На предзащите понервничала, но сама защита прошла благополучно.

— Расскажите немного о своей семье. Как вы проводите время вне работы?

— Я замужем, у меня двое детей — ​5 и 10 лет. Когда в семье малыши, особо не до хобби. Стараюсь регулярно ходить в спортзал. Хорошо катаюсь на горных лыжах. Люблю книги, в последнее время перечитываю классику. Недавно снова прочитала «Евгения Онегина» — ​воспринимается каждый раз совершенно по-новому.

— Вы занимаетесь потрясающе интересными вещами. Дайте совет школьникам: куда поступать, чему учиться, чтобы работать в сфере нейроморфных технологий?

— Моя область находится на стыке трех наук: биологии, физики и математики. Можно поступить на любой естественно-научный факультет: физический, физико-математический или биологический — ​и в процессе обучения добирать знания по остальным дисциплинам.