В Центре нелинейной химии Балтийского федерального университета им. Иммануила Канта уже несколько лет трудятся над созданием нейрохимического компьютера. Принцип его работы основан на химической реакции Белоусова — Жаботинского.
"Клопс" разбирался, что такое нейрохимический компьютер и чем он отличается от обычного.
Что такое реакция Белоусова — Жаботинского?
В 1951 году советский химик Борис Белоусов, пытаясь смоделировать в лабораторных условиях метаболический процесс, обнаружил нечто странное. Раствор, в котором шла реакция, периодически менял свою окраску от бесцветного к жёлтому и обратно. То есть, дойдя до конца, процесс начинался заново.
Многие учёные считали такое невозможным, необъяснимым, однако позже выдающийся биофизик Анатолий Жаботинский воспроизвёл опыты Белоусова и дал объяснение периодическим колебаниям в растворе. Таким образом были заложены основы нелинейной химии.
Как это можно использовать?
Капельки раствора — осцилляторы — взаимодействуют между собой.
"Мы задействовали всего четыре элемента, обычных и дешёвых: малоновую кислоту, бромат, серную кислоту и катализатор. Но чтобы реакция была колебательной, важно соблюсти несколько условий", — пояснил руководитель Центра нелинейной химии БФУ имени Канта профессор Владимир Ванаг. Недавно в одном из самых известных научных журналов — Physical Chemistry Chemical Physics — вышла статья Владимира Ванага, которую он написал вместе со своими аспирантами Павлом Смеловым и Иваном Проскуркиным. В ней учёные описали, как можно переключать динамические режимы осцилляторов в зависимости от условий, в которых находится сеть. "Раньше никто этого делать не умел. А мы в своей статье показали, что это возможно, на примере очень простой сети, состоящей из четырёх микроосцилляторов. Теперь мы знаем, как воздействовать на систему, чтобы она могла бы приспосабливаться к внешним условиям, то есть в известном смысле вести себя разумно. Это ещё один шаг к созданию нейрохимического компьютера", — пояснил профессор Ванаг.
Зачем нужен такой компьютер?
Здесь уместно сравнить человеческий мозг и обычный компьютер: мы считаем медленнее, но можем решать много задач одновременно. Представляется, что нейрохимический компьютер тоже будет многозадачным.
"Скорость работы химического компьютера может превзойти скорость обычного, — уверен Владимир Ванаг. — Представьте, что перед вами стоит сложная задача, требующая введения многих параметров для расчёта. В обычный компьютер вы будете вводить их один за другим, и машина последовательно решит поставленные задачи. А нейрохимический компьютер сможет впитать в себя всю информацию сразу. В чём-то я здесь вижу сходство с иероглифами, которые представляют собой образы".
В чём ещё преимущества нейрохимического компьютера?
Ему не страшны вирусы, он не нуждается в электричестве. Но самый, возможно, большой плюс в том, что такой искусственный интеллект будет человеку понятней и ближе.
"Никто не знает, как работает человеческий мозг. Мы заходим с другой стороны — пытаемся понять, как работают небольшие сети химических осцилляторов и какие функции могут выполнять. Уже сейчас мы видим, что даже относительно простые сети могут выполнять когнитивные функции — распознавать изображения и принимать решения. Можно предположить, что наш мозг работает примерно по такому же принципу. Если мы сумеем понять, как функционирует наша система, это поможет нейробиологам", — говорит учёный.
Где могут применяться нейрохимические компьютеры
Пока сложно сказать, где именно будут применяться подобного рода системы и смогут ли они вытеснить обыкновенные машины.
"Скорее всего, обе технологии будут развиваться параллельно. Если их объединить, допустим, в одном киборге, это будет серьёзный прорыв. Нейрохимические компьютеры очень маленькие, их можно будет вживлять в человека, или он будет принимать их внутрь в виде капсулы. Но пока всё это, разумеется, только фантазии", — считает Владимир Ванаг.
Партнёрский материал