Новости Интернета

[Андрей Карпишин]

Разработчики из компании IBM создали первые в мире стохастические нейроны с фазовым переходом,

что сулит нам создание нейроморфического чипа, который позволит значительно ускорить вычисления и обработку информации. О попытках создать подобную технологию сообщалось еще в 2012 году, но тогда этим вопросом занималась корпорация Intel. Спустя четыре года уже разработчики из IBM смогли добиться результатов в данной области.

Чем же принципиально отличается чип из стохастических нейронов с фазовым переходом от классического кремниевого?

Фазовый переход в термодинамике — переход вещества из одной термодинамической фазы в другую при изменении внешних условий. Фактически, создание стохастического нейрона с фазовым переходом позволит создать искусственную модель такой биологической системы, как мозг.

Соответствующее исследование было получено журналом Nature еще в мае 2015 года, а опубликовано в апреле 2016.

Как и свой биологический собрат, искусственный нейрон от IBM имеет то же строение. В нем присутствуют дендриты (входы), мембрана (липидный бислой), ядро и аксон (выход). Отличительной особенностью искусственного нейрона является его нейрональная мембрана. В реальном нейроне это липидный бислой, который, по факту, работает как резистор и конденсатор: сигнал пропускается только при накапливании достаточного заряда на дендрите, что приводит к всплеску генерации заряда и прохождению сигнала далее — к другим нейронам.

Фазовый переход в искусственном нейроне важен тем, что с его помощью ученые и инженеры смогут добиться эмуляции познавательного процесса обучения, присущего реальному биологическому мозгу. Фактически, данная разработка может активно использоваться в уже существующих проектах нейросетей для проведения обучения сети и когнитивных вычислений, что значительно ускорит процесс обработки информации, например, анализ данных в сети Интернет.

В нейроне производства IBM мембрана заменена на сплав германия, сурьмы и теллура (GeSbTe или GST). GST уже ранее использовался в производстве перезаписываемых компакт-дисков по причине того, что подвержен фазовому переходу. Это означает, что он успешно может существовать в двух различных состояниях (кристаллическом и аморфном) и легко переключается между ними при поступлении тепла, что косвенно подтверждается перезаписываемыми RW-дисками. В случае с GST материал имеет принципиально различные свойства в зависимости от своей фазы. В кристаллической — это проводник, в аморфной — изолятор.

Особое внимание также уделялось и стохастичности в работе чипа. Ученые предположили, что успешная длительная работа нашего мозга при несравненно меньших напряжениях электромагнитных импульсов в сравнении с искусственными нейронными сетями обеспечивается за счет образования случайных связей между нейронами. Именно эта «случайность» и была реализована инженерами IBM в новой технологии благодаря, в том числе, и использованию в технологии материалов, подверженных фазовому переходу, а именно GST.

В состоянии покоя оболочка искусственных нейронов находится в аморфном состоянии. При подаче сигнала (разряда) она начинает кристаллизоваться, что в итоге делает нейрон из изолятора проводником. После прохождения сигнала нейрон проходит через «сброс», т.е. его мембрана возвращается в свое аморфное состояние.

Где же здесь стохастичность, присущая живым организмам из-за шумов, окружающей среды и прочего? Стохастичность вознакает на этапе обратной аморфизации после кристаллизации оболочки. Для каждого нейрона время возвращения к исходному состоянию и итоговая аморфность мембраны всегда разная, что и приводит к созданию примерно той же степени «случайности» в их работе, что и у биологических аналогов. Именно поэтому инженеры не могут точно предугадать, какие конкретно нейроны будут готовы в нужный момент и задействованы в передаче информации.

Инженеры IBM уже собрали 5 кубиков 10 на 10 нейронов и объединили их в сеть из 500 штук. Этот блок показал то же поведение в плане популяционного кодирования, что и биологические нейроны, а также обошел ограничения для обработки цифровых сигналов сформулированные в теореме Котельникова.

[BDK]

Интересно. Как я понимаю смысл делать так заключается в снижении энергопотребления чипов и высокой скорости операции обучения нейронных сетей, по сравнению с моделированием этого процесса на обычных процессорах.

[Андрей Карпишин]

На Камчатке моряк заплатил "экстрасенсам" 10 млн рублей

Житель Петропавловска-Камчатского перевел "экстрасенсам" за снятие порчи 10 миллионов рублей, сообщает региональное УМВД России.

Обратившийся в полицию механик рыболовецкого колхоза рассказал, что три года назад он смотрел передачу про ясновидящих по телевизору. И так как он в тот момент плохо себя чувствовал из-за "наведенной порчи", то позвонил по указанному на экране номеру и перевел 25 тысяч рублей за диагностику.

Шесть сеансов дальнейшего "лечения" по телефону обошлись мужчине в один миллион. В эту сумму также входила стоимость амулета удачи, присланного по почте. Почувствовав себя лучше, мужчина отправился в рейс.

"В апреле этого года он вновь почувствовал себя плохо, предположив, что порча вернулась. Увидев по одному из телеканалов очередного экстрасенса, потерпевший позвонил по указанному номеру, рассказал о своих проблемах, заплатив за четыре сеанса два миллиона рублей", - рассказали в правоохранительных органах.

Вплоть до начала августа мужчина продолжал оплачивать ежедневные сеансы, в общей сложности переведя мошенникам семь миллионов рублей.

За это время он он истратил все свои сбережения, продал машину, квартиру и сейчас живет на корабле. Друзья моряка даже отобрали у него паспорт, чтобы он не смог взять кредит.

"Верить, что его обманывают, он отказывается. В полицию обратился только потому, что считает "лечение" слишком длительным, а его стоимость завышенной. Причиненный моральный вред по этой причине заявитель оценивает в два миллиона рублей", - добавили в ведомстве.

Сейчас по данному факту проводится проверка. Сотрудники УМВД выяснили, что злоумышленники звонили с номеров, зарегистрированных в Брянской и Рязанской областях, республиках Коми и Дагестан.

[BDK]

Печальная история.

[Андрей Карпишин]

25 лет лучшей связи для всего мира
Ровно 25 лет назад в мире появился Интернет! Мы благодарим сэра Тима Бернерса-Ли и других первопроходцев за то, что они сделали мир более открытым и связанным.

[Андрей Карпишин]

СОЗДАН РОБОТ-ХИРУРГ, СПОСОБНЫЙ ПРОВОДИТЬ СЛОЖНЕЙШИЕ ОПЕРАЦИИ

Группа инженеров и медиков под руководством профессора Хоуви Чоузета из университета Карнеги-Меллон, что в Питтсбурге, штат Пенсильвания, сконструировали и построили необычного робота-хирурга, который словно пришел в наш мир с экранов научно-фантастических фильмов про пришельцев. При этом робот способен проводить достаточно сложные хирургические манипуляции без каких-либо разрезов на теле.



http://hi-news.ru/robots/sozdan-robot-x ... racii.html

[Андрей Карпишин]

В России появилась в продаже "бесконечная флешка"
Текст: Антон Благовещенский

Российские создатели "бесконечной флешки" начали прием предварительных заказов на необычный гаджет, предназначенный для хранения информации в неограниченном объеме. Устройство под названием Flashsafe продается по цене 4199 рублей.

Flashsafe представляет собой миниатюрное устройство, которое подключается к компьютеру или ноутбуку и предоставляет пользователю доступ к облачному интернет-хранилищу. Без подключения к Сети пользователю доступно восемь гигабайт внутренней памяти.

Как обещают разработчики, все передаваемые данные шифруются, в случае потери Flashsafe блокируется, а пользователю выдается новая.

Получить "бесконечную флешку", как пояснил один из разработчиков Алексей Чуркин, можно будет уже в сентябре.

Отметим, что это не первое устройство на рынке, использующее подобный подход. В 2015 году компания Nextbit анонсировала смартфон под названием Robin, который отличается тем, что свободная память в нем никогда не заканчивается - редко используемые файлы смартфон автоматически закачивает в облако и удаляет из памяти, а при необходимости возвращает обратно.

[BDK]

Прикольно. Практическая ценность есть но относиться к этому надо осторожно. Лично я предпочитаю некоторые вещи хранить исключительно у себя и не доверять даже супер-пупер шифрованым сторонним хранилищам. Но для массового пользователя у которого в основном контент бытового характера без всяких собственных программных разработок и ноу-хау это конечно пойдет.

Лично я некоторые вещи не храню даже на флэшках а только и исключительно у себя в голове Оттуда уж точно пока не украдут.

[Андрей Карпишин]

Топ 10 Самые дорогие машины 2016 года
http://topstens.ru/top-10-samye-dorogie ... -2016-goda

[Андрей Карпишин]

ДНК-роботы в живом организме.

#эволюция, #биология, #биотехнологии, #энтомология, #медицина

В эпоху электронно-вычислительных машин трудно представить, что помочь человеку в решении его задач может что-либо помимо мощного компьютера. Квантовые компьютеры все ещё являются экзотикой, недоступной простым смертным... А слышали ли вы о молекулярных компьютерах? Прошло два десятка лет с тех пор, как ученые впервые решили математическую задачу при помощи ДНК. На сегодняшний день ученым удалось продвинуться в этом направлении гораздо дальше — работу программируемых нанороботов уже тестируют на тараканах. Вы всё еще думаете, что будущее далеко? Тогда мы идем к вам!

Коллектив ученых из Израиля и США поставил уникальный эксперимент — запустил нанороботов в живых тараканов и показал эффективную работу созданных ими конструкций. На деле они создали логические схемы, реализующие разные исходы в зависимости от молекулярного окружения. Результаты опубликованы в журнале Nature Nanotechnology [1].

Нанороботы [2] — это специальным образом сконструированные объекты нанометрового масштаба, состоящие из различных молекул или даже отдельных атомов и выполняющие заранее заданные программируемые операции. В большинстве своем они представляют собой простейшие молекулярные машины, способные выполнять небольшой набор элементарных действий, — например, движение в заданном направлении, перенос груза и сенсорные функции. Огромный толчок в развитии данного научного направления дало возникновение ДНК-оригами, о котором мы уже писали довольно подробно в статье «ДНК-оригами: путь от гравюры до нанороботов длиной в 30 лет» [3]. Использование ДНК-оригами предоставило ученым надежный инструмент для построения молекулярных конструкций практически любой сложности.

В своей работе ученые сконструировали три типа нанороботов: эффекторный робот E, который нес в себе в качестве груза антитело, специфически связывающееся с клетками крови тараканов, и два робота-регулятора — позитивный P и негативный N (рис. 1). При помощи этих элементов, специфически взаимодействующих между собой и с веществами в окружающей среде, ученым удалось собрать набор логических вентилей (гейтов) (рис. 2). Логические вентили представляют собой базовые элементы цифровой схемы и применяются для выполнения элементарных логических операций. Они давно используются человеком в информационных технологиях, и лежат в основе архитектуры компьютеров.

Слаженная работа эффекторного робота E и двух его регуляторов P и N имитировала работу простейших вычислительных машин, представляя собой довольно продвинутый вариант молекулярного компьютера или ДНК-компьютера. Взаимодействие между ДНК-роботами осуществлялось по принципу специфического связывания «ключ—замок», посредством которого они образовывали сложные комплексы.

В ходе эксперимента в кровь живого таракана добавляли раствор с нанороботами E, P и N. Оказавшись внутри организма, эффекторный робот E специфически взаимодействовал с молекулами X и Y (назовем их так, ведь в качестве X и Y могли выступать практически любые соединения) и претерпевал конформационный переход или, проще говоря, раскрывался. Раскрывшись, робот выпускал свой молекулярный груз — антитело, которое тут же распознавало гемоциты таракана и связывалось с ними. При этом для раскрывания робота и выпуска груза было необходимо присутствие в крови обоих соединений — и X, и Y.

Однако при наличии лишь одного соединения комплекс также мог раскрыться. Для этого ему требовалась помощь позитивного регулятора P. Этот робот нагружался ДНК-ключом, и, в зависимости от конструкции, высвобождал его при взаимодействии или с X, или с Y. ДНК-ключ открывал робота E и запускал процесс образования комплекса E—гемоцит. Наконец, негативный регулятор N при взаимодействии с обоими соединениями не позволял раскрыться эффекторному роботу E и выступал в качестве ингибитора образования комплекса с клеткой крови.

Все эти процессы могут быть проиллюстрированы при помощи логических схем и представлены в виде элементарных логических операций типа «И» (нужны и X, и Y), «ИЛИ» (нужен либо X, либо Y, либо оба соединения), «исключающее ИЛИ» (нужен либо X, либо Y, но не оба соединения). В качестве выходных параметров ЛОЖЬ (или 0) и ИСТИНА (или 1) здесь выступает наличие комплекса E—гемоцит. Эти и другие логические схемы представлены на рис. 2.

Так, работа трех нанороботов приводила к реализации двух исходов — выпускать молекулярный груз или не выпускать. Для решения более сложных задач авторы использовали дополнительных эффекторных роботов F (похожих на E, но не интерферирующих с ним) и Eo (в отличие от E, он изначально открыт). Такое решение позволило строить гораздо более сложные логические схемы. Исследователи утверждают, что при добавлении дополнительных эффекторных роботов и специальных регуляторов, ничто не мешает данной технологии превысить мощность старых 8-битных компьютеров Commodore 64 и Atari 800, на которых они играли в детстве. Сложность состоит лишь в том, чтобы собрать как можно больше правильно взаимодействующих друг с другом логических вентилей.

В качестве молекулярного груза эффекторного робота может выступать практически любая молекула. Это может быть активатор или ингибитор тех или иных молекулярных реакций, либо антитело, которое свяжет вирус или другое вредное соединение. В описанном эксперименте осуществлялось связывание робота с клетками крови таракана, которые потом исследовались при помощи проточной цитометрии. При исследовании крови подопытных, часть кровяных клеток флуоресцировала в необходимом диапазоне длин волн, что говорит о связывании антитела с гемоцитом и, следовательно, успешной активации эффекторных нанороботов (рис. 3А).

Для первого этапа исследований выбор пал на тараканов Blaberus discoidalis, и сделано это было неслучайно. Во-первых, они обладают малым объемом крови, и, как следствие, требуется меньшее количество нанороботов для того, чтобы показать состоятельность методики. Во-вторых, в крови тараканов невысока концентрация разрушающих чужеродную ДНК нуклеаз, что обеспечивает длительную стабильную работу ДНК-конструкций. Пока все эксперименты проводились только на тараканах, но ученые полагают, что с добавлением некоторых модификаций в конструкции нанороботов тот же принцип работы будет реализован и в других организмах. Так, например, препятствие, которое представляет собой работа нуклеаз, можно преодолеть, используя в качестве строительного материала вместо ДНК закрытые нуклеиновые кислоты (LNA).

Полученные результаты могут найти свое применение в информационных технологиях, биотехнологии и медицине. Описанная выше методика имитирует поведение арифметико-логического устройства (АЛУ) компьютера, что может быть использовано в разработке молекулярных компьютеров будущего. При помощи предложенных авторами базовых элементов можно построить довольно сложные логические схемы, реализующие замысловатые алгоритмы (рис. 3Б). Так как роль груза в эффекторном роботе может играть практически любая молекула, то такие системы можно использовать в качестве сенсоров, аналогично существующим сейчас микрочипам. Они позволят идентифицировать даже самые незначительные изменения в молекулярном окружении (регистрация единичных молекул). Изменится лишь способ считывания информации — каждому набору целевых молекул будет соответствовать свой двоичный код.

Также интересная перспектива использования описанных нанороботов — это создание «умных» лекарств. Запущенная в кровеносное русло команда нанороботов, в зависимости от программы и присутствующих в крови веществ (молекул, вирусов, бактерий и т.д.), сама поставит диагноз и выпустит необходимые лекарственные препараты. Для здорового человека такое лекарство будет совершенно безвредным, ведь, не обнаружив патогенов, нанороботы оставят молекулярный груз при себе. Возможен сценарий адресной доставки лекарств к определенному органу и последующее выведение лишних ДНК-роботов из организма. К несомненным плюсам таких лекарств относится возможность раннего обнаружения, например, единичных вирусов, и незамедлительное их уничтожение, а также низкая токсичность такой терапии.

Автор: Сергеев Антон