Искусственный интеллект и виртуальная реальность


15 октября 2017 года группа ученых Межведомственного исследовательского центра искусственного интеллекта из Объединенного института проблем информатики НАН Беларуси во главе с директором чл.-корр. НАН Беларуси Александром Васильевичем Тузиковым и учеными из Института физиологии НАН Беларуси во главе с зам. дир. по научной работе чл.-корр. НАН Беларуси Кульчицким Владимиром Адамовичем посетили в Минске лабораторию виртуальной реальности G KEY LAB, специалисты которой разрабатывают технологии ориентации человека в виртуальном трехмерном пространстве. Фактически состоялось продуктивное заседание выездного Круглого стола с достижением вполне конкретных прикладных результатов.

Для ученых НАН Беларуси технология виртуальной реальности позволяет сформировать новые идеи о том, как функционируют нейронные сети мозга, клетки которых обмениваются информацией в реальном трехмерном пространстве полости черепа. Такие виртуальные методики актуальны для более детальной разработки проблем искусственного интеллекта. Когда человек перемещается в 3D по виртуальному пространству наш мозг создает своеобразную карту объемного позиционирования, то есть, фактически использует «внутренний GPS». Авторы этой оригинальной гипотезы были удостоены Нобелевской премии в 2014 году.

Несмотря на столь престижную награду, до сих пор в механизмах визуальной обработки информации и формирования в мозгу, к примеру, водителей такси в Лондоне своеобразного позиционирования многочисленных маршрутов поездки в структурном пространстве гиппокампа есть много неясных вопросов. Головной мозг находится в полости черепа, то есть, в замкнутом объеме. И если парная структура – гиппокамп, значительно увеличивается в размерах у лондонских таксистов (установленный факт), то, следовательно, иные отделы мозга должны «освободить» в полости черепа часть пространства (редуцироваться) для набравшего дополнительную массу участка лимбической системы. А это хорошо или плохо? Еще один вопрос. Гиппокамп является своеобразным дирижером процессов запоминания в головном мозге. Но это не единственная структура в мозге, в которой осуществляются процессы запоминания. Следовательно, для миллиардного количества нейронных сетей в головном мозге при увеличении объема пространственной информации необходим более «маститый» дирижер (увеличенный гиппокамп), что собственно и наблюдается в большом симфоническом оркестре, гармоничное звучание каждого инструмента в котором (то есть, отдельной популяции нейронов) подвластно не каждому руководителю музыкального коллектива.

Есть еще один нюанс в отношении позиционирования в трехмерном пространстве головного мозга церебральных сосудов и колебаний кровотока и уровня кровяного давления в процессе сердечной деятельности. Пульсирующий ритм кровотока начинает восприниматься мозгом плода еще в утробе матери и «отпечаток» в памяти такого длительного естественного воздействия сохраняется на всю будущую жизнь. Как соотносится после рождения ребенка сохранившийся в памяти пространственный паттерн сердечных сокращений матери с сокращениями сердца новорожденного? Как воспринимается нейронными сетями мозга новый ритм сердечных сокращений после трансплантации сердца? К этим рассуждениям логично добавить вопрос о негативных ощущениях от усилившихся пульсаций в области висков у участников затянувшегося вечернего симпозиума. Не менее актуальна проблема восстановления нарушенных функций мозга после развития патологических процессов, сопровождающихся кровоизлиянием в мозг, прогрессированием объемных новообразований головного мозга, развитием нейродеструктивных процессов в результате различных причин. В этих случаях разрушаются сформировавшиеся связи в головном мозге и теряется основа для реализации позиционирования в трехмерном пространстве. У пациентов с синдромом Пика, болезнью Альцгеймера пропадает «внутренний GPS», и они обречены блуждать вблизи дома не находя привычную стезю для возвращения в квартиру.

 

Итогом общения ученых НАН Беларуси с коллективом профессионалов практиков в области конструирования ситуаций в трехмерном пространстве стало появление оригинальных идей для прикладного использования новых знаний в области виртуальной реальности, а также для более глубокого познания «внутреннего GPS» с целью коррекции нарушенных функций мозга.