Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТЫ НА МОДЕЛИ
4.4. ШУМОВОЙ ПОТОК И ПОТРЕБНОСТИ В ПИТАНИИ
Все в индуктивном автомате мы пытаемся осмыслить через
задачу об экономии питания. Когда нейронная сеть уже образована и
функционирует в форме суточных циклов, как показано на рис.4.3, ее
потребности во времени существенно различны. После пробуждения
потребности в питании наименьшие - внутренние резервы увеличиваются, но
к концу фазы бодрствования оперативные расходы ig-
превышают поступления ig+ и резервы
расходуются. Состояние, когда g+ > g-,
назовем положительной фазой бодрствования, а обратное состояние —
отрицательной. Как уже говорилось, положительную фазу — фазу накопления
излишков питания — можно увеличить, замедлив старение нейронов путем
стимуляций в нейронах разрядов. Использование такой возможности для
решения задачи об экономии питания открывает автомату перспективы
интеллектуального развития и позволяет понять внутренние
физиологические и энергетические мотивы и механизмы этого развития.
В экспериментах с программной моделью представлялось важным
продемонстрировать эффект действия на сеть потока стимулирующих
воздействий. Когда эффект этого шумового потока будет понятен и его
полезность очевидна, легче будет в дальнейшем изложении говорить о
способах его реализации в автомате. В модели шумовой поток — это
совокупность больших по величине сигналов, достаточных, чтобы вызвать
разряды в случайной группе нейронов сети. Величина шумового потока
определяет размер случайной группы, на которую приходят сигналы в одном
шаге (за единицу времени).
Результаты эксперимента с включениями шумового потока
наглядно изображены на рис. 4.5. На этом рисунке показано изменение
среднего возраста нейронов во времени при величине шумового потока,
равной 6. В эксперименте снижение возраста нейрона при случайном
разряде в нем было равно 30 (естественное увеличение возраста при
старении за один шаг равно 1). При 200 нейронах сети среднее уменьшение
возраста за счет шумового потока при этих величинах будет порядка 0,9,
т.е. скорость старения по отношению к случаю функционирования сети без
шумового потока уменьшается в 10 раз. Потребности нейронов в питании за
счет наличия шумового потока снижались при этих условиях почти в 3
раза: ВN=0,6 по сравнению с 1,74. На рис.4.5 для сравнения
показан также и процесс без шумового потока, перенесенный с рис.4.3 и
приведенный в отношении фазы и масштаба к процессу с шумовым потоком.
Из рисунка видно, что время бодрствования и в целом время суточного
цикла увеличились за счет шумового потока примерно в 3 раза. Наибольшее
значение среднего возраста, когда происходит засыпание, уменьшается
примерно в 1,5 раза. Это результат того, что спонтанное самовозбуждение
и массовая генерация нейронов, с чего начинается засыпание, благодаря
накоплению возбуждающих потенциалов от случайных разрядов по сети
возбуждающих связей при наличии шумового потока начинается раньше.
Рис. 4.5. Влияние шумового потока на суточный
цикл
