第317章 大脑的「调音师」(1/2)
“未来智能项目组”的所有成员没有时间去庆祝“记忆”的诞生,而是立刻將全部精力,投入到了对“灾难性遗忘”这个新难题的攻坚之中。
这一次,主导理论突破的,不再是计算机科学家,而是以丰院士和高翔为首的、跨越了生物学与物理学的“理论联军”。
在接下来数周的时间里,项目组的理论研討会变得异常频繁和深入。丰院士团队的博士生们,从分子生物学的层面,详细介绍了与“突触稳態”相关的各种信號通路和蛋白质表达机制。而高翔,则负责將这些复杂的、看似“湿漉漉”的生物学过程,抽象、提炼成简洁而普適的数学语言。
经过无数次的討论、建模与修正,一套全新的、能够描述“突触稳態”的数学模型,终於在高翔的手中诞生。
“我们不能只盯著单个突触的『增强』或『减弱』。”在一次关键的技术方案评审会上,高翔站在白板前,向徐涛和索菲亚阐述他的新模型,“我们必须引入一个更高层级的约束——单个神经元的整体激活水平。”
他在白板上写下了一个积分方程。
“这个模型的核心,是为每一个神经元,设定一个『激活水平目標值』。这个值,代表了它在健康状態下,最理想的平均放电频率。”高翔解释道,“同时,我们为这个神经元的所有输入突触,设定一个『权重总和上限』。”
“这两个约束,共同构成了一个动態的负反馈系统。”
他指著方程中的关键项,进一步说明:“当一个神经元因为学习新知识,导致其某些输入突触的权重被过度强化,使其总的激活水平超过了『目標值』时,我们的算法就会被触发。它会计算出超出的『激活量』,然后將这个『激活量』,以一个非线性的衰减因子的形式,等比例地、全局性地施加到该神经元所有的输入突-触上,进行一次普適性的下调。”
“反之,”他补充道,“如果一个神经元长时间处於抑制状態,低於『目標值』,算法也会自动对其所有输入突触,进行一次微弱的、普適性的上调。”
“我称之为——『自適应权重归一化』算法。”高翔总结道,“它就像一个不知疲倦的『调音师』,在后台实时监控著每一个神经元的『演奏音量』。一旦某个神经元因为少数几个『明星』记忆(被过度强化的突触)而『唱破了音』,它就会立刻上前,將整个乐队的音量都稍微调低一点,让它回归和谐。”
“通过这种方式,”高翔的眼中闪烁著理论物理学家特有的光芒,“我们就能確保,网络中的任何一个神经元,都不会因为过度学习某一种模式,而彻底丧失对其他新信號的敏感性。它始终被维持在一个动態的、隨时准备接纳新信息的『临界』状態。”
高翔的讲解,逻辑清晰,物理图像明確。他成功地將丰院士描述的那个复杂的生物学机制,转化成了一套优雅而高效的算法。
“一个智能的『后台守护进程』……”徐涛听完,双眼放光,他瞬间就理解了这个算法的工程实现方式和巨大价值,“高师兄,你这是给我们的网络,装上了一个『自动平衡』系统啊!”
理论的道路已经被照亮,接下来的,就是工程实现的挑战。
徐涛和索菲亚再次展现了他们强大的工程能力。他们带领软体团队,开始了对“snn-plasticity v1.0”模型的又一次底层重构。
这项工作同样艰巨。他们不仅要为每一个神经元都增加一个用於监控其激活歷史的“状態缓存区”,还要编写一个能够在数万亿个突触权重之间,进行高效、並行的全局性归一化操作的程序。
在孟院士支援的额外算力加持下,他们得以进行更大规模的並行编译和分布式调试。
一周后,一个全新的、集成了“混沌干扰”、“突触可塑性”和“突触稳態”三大核心机制的神经网络模型,正式诞生。
徐涛將其命名为——“脉衝神经元网络-可塑性与稳態版”(snn-plasticity v2.0)。
模型构建完成的当天下午,项目组所有成员,再次聚集在了那个见证了他们一次次失败与成功的控制中心。
这一次,所有人的脸上,都带著一种混杂著期待、紧张和必胜信念的复杂表情。
“还是老规矩。”徐涛站在控制台前,声音沉稳,“再战mnist数据集,增量学习模式。”
没有人多言。所有人都知道,这一次测试,將直接决定他们过去数周的努力,是走向辉煌,还是再次坠入深渊。
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