Дмитрий Кротков из IBM: разгадка физики памяти и будущее искусственного интеллекта

Цифровое искусство NFT Юридические новости

Дмитрий Кротков, ученый из IBM, стоит на передовой современной науки, объединяя фундаментальные знания физики и новейшие технологии искусственного интеллекта для изучения одной из самых загадочных функций мозга — памяти. Его работа тесно связана с исследованиями Джона Хопфилда, нобелевского лауреата, чей вклад в нейросетевые технологии и энергетические модели памяти изменил понимание того, как мозг и искусственные системы могут хранить и извлекать информацию. В основе подхода Кроткова лежит идея о том, что вычисление — это физический процесс, который можно изучать так же, как движение частиц и физических систем. Используя математический аппарат физики и принципы энергий, он исследует способы, которыми модели памяти могут хранить огромное количество информации и воспроизводить ее практически мгновенно. Это контрастирует с распространёнными сегодня архитектурами искусственного интеллекта, такими как трансформеры, которые хоть и обладают высокой эффективностью, но остаются сложными и малопонятными для человека.

Дмитрий Кротков и его коллеги из IBM, вдохновленные работами Хопфилда, внесли важный вклад в развитие так называемой плотной ассоциативной памяти. В отличие от классических нейросетевых моделей, которые были ограничены в объёме данных, способных хранить и обрабатывать,dense associative memory позволила значительно расширить этот лимит, открывая практические возможности для более эффективных AI-систем. Новаторское решение связано с тем, что каждый нейрон в таком подходе взаимодействует не только с одним, а с несколькими другими одновременно, что способствует улучшению плотности хранения информации. Такое взаимодействие создает более богатую архитектуру, способную удерживать разнообразные шаблоны данных и использовать их для решения сложных задач. Кроме того, системы с энергетическими функциями могут быть рассмотрены как ландшафт с множеством «долин», где каждая долина соответствует сохранённому состоянию памяти.

Процесс вычисления сводится к тому, чтобы «шарик» — или состояние системы — скатывался в одну из таких долин, тем самым осуществляя поиск правильного решения. Важным аспектом исследований Кроткова является попытка не просто улучшить искусственный интеллект с инженерной точки зрения, но и пролить свет на фундаментальные процессы биологической памяти в мозге. Особое внимание он уделяет взаимодействию нейронов с астроцитами — клетками, которые долгое время считались лишь поддерживающей тканью, но в последние годы открывают новые перспективы в понимании нейронауки. Совместные проекты с учеными из MIT привели к созданию моделей, которые выявляют существенные параллели между расчетами в живом мозге и поведением цифровых систем памяти. Идеи Кроткова находят подтверждение и в наблюдениях за эффектом возникновения новых, «спонтанных» состояний памяти, которые отличаются от точного воспроизведения обучающих данных и способны создавать что-то новое, выходящее за рамки оригинального материала.

Такая способность может стать ключом к пониманию творческих процессов как в человеческом мозге, так и в искусственном интеллекте, преодолевая традиционные ограничения, связанные с запоминанием и повторением. Несмотря на стремительный прогресс, Кротков подчеркивает, что современные высокопроизводительные трансформеры, лежащие в основе генеративного ИИ, пока сложно назвать полностью объяснимыми. Их архитектура слишком многообразна и глубока, что затрудняет понимание того, где именно в сети хранится та или иная информация, и как она влияет на конечный результат. Энергетические модели памяти с их концепцией «энергетического ландшафта» дают более прозрачный и управляемый взгляд на процесс извлечения данных, что может стать фундаментом для создания более интерпретируемых и надежных ИИ-систем будущего. Путь Дмитрия Кроткова в науку — это история стремления объединить страсть к фундаментальной физике с желанием решить практические задачи биологии и информационных технологий.

Его детство и юность в России, обучение в МГУ и переход к работе в самых престижных лабораториях мира, таких как Принстонский университет и IBM, сформировали уникального ученого, способного мысленно объединять самые разные дисциплины. Работа над энергетическими моделями, ассоциативной памятью и новыми архитектурами AI впечатляет и вызывает надежду на создание систем, которые смогут не только имитировать человеческий интеллект, но и обогащать его. Его открытия и разработки формируют мост между математикой, физикой и биологией, расширяя горизонты того, каким может быть искусственный интеллект в будущем. Среди проектов IBM под руководством Кроткова есть экспериментальные архитектуры, такие как «энергетический трансформер», который сочетает гибкость классического трансформера с внутренней структурой, основанной на энергетической функции. Эта модель позволяет наблюдать за формированием и хранением памяти на уровне, ранее недоступном в сложных нейросетях, что открывает путь к более детальному изучению и контролю ИИ.

Особое внимание уделяется также взаимосвязи энергетических моделей и диффузионных моделей, которые сегодня считаются одними из самых передовых для генерации изображений и другой информации. Кротков и его команда рассматривают эти процессы как формы коррекции ошибок и обработки шума, что подчеркивает универсальность и взаимосвязь разных подходов в искусственном интеллекте. В итоге, работа Дмитрия Кроткова не просто развивается в рамках существующих теорий, а создает новые концепции и методы, благодаря которым исследователи могут по-новому взглянуть на суть памяти, обучения и интеллекта. Вклад его и его команды открывает перспективы для развития ИИ, который будет не только мощным инструментом, но и понятным человеческому разуму. В эпоху, когда технологии развиваются стремительными темпами, исследования Кроткова служат важным напоминанием о том, что глубокое понимание основ — в данном случае физики и биологии — является ключом к преодолению текущих ограничений и созданию действительно революционных технологий.

Его путь от ученика и коллеги нобелевского лауреата до ведущего исследователя IBM мотивирует новое поколение ученых стремиться к красоте идеи, точности мысли и смелым экспериментам, меняющим представление о возможностях человеческого разума и машин. Таким образом, Дмитрий Кротков и его команда продолжают раскручивать спираль знаний в области памяти и искусственного интеллекта, исследуя, как математические и физические принципы могут стать основой для построения нового поколения вычислительных моделей. Их исследования обещают проложить путь к системам, которые смогут не только эффективно обрабатывать огромные объемы данных, но и демонстрировать человеческую интерпретируемость, объяснимость и гибкость мышления. Взаимодействие биологии и техники, воплощенное в этих проектах, задает новый тон для будущих открытий в науке и технологиях.