В 2011 году он ушел из жизни в возрасте 76 лет, не реализовав многие замечательные идеи.
Об участи «пророков в своем отечестве»
Сергей Петрович не любил теоретические споры. Он был изобретателем, прагматиком и имел, как говорят, «золотые руки», поэтому все утверждения привык воплощать в реальность. Его хобби — системы с искусственным интеллектом. Этим он занимался параллельно со службой в армии в качестве специалиста по ракетно-ядерным системам, участвуя во многих научно-технических проектах еще в далеких 50—70-х, когда большинство технарей считало событием самостоятельно собрать из пяти деталей радиоприемник.
В Севастополе также работал над секретными проектами в дельфинарии. Немало его авторских свидетельств на изобретения, которые содержат лишь порядковый номер и имя автора, внедрены в системах и работали на обороноспособность страны. Однако есть немало его предложений (по меньшей мере одно удивительное изобретение и одно открытие), не получивших признания. Причины банальны: находили поводы либо в терминологии, либо имелись претензии к формуле открытия, чтобы отклонить такие заявки (1974—1978 гг.).
Позже, в 2002 году, в The Independent мне попалась статья Стива Коннора со ссылкой на журнал Nature об открытии двух групп американских ученых, удивительно напомнившем работу С.П.Ушакова.
Две группы исследователей независимо друг от друга в течение нескольких дней наблюдали, как в мозгу взрослой мыши вытягиваются и сокращаются по краям нервных клеток (нейронов) микроскопические отростки – синапсы. Ученые предположили, что эта активность – реакция на воспоминания и впечатления, появляющиеся у мыши при освоении новой среды. Следовательно, мозг не статичен, а постоянно развивается, накапливая опыт. Пол Адамс, нейробиолог из Нью-Йорка, сказал, что эти открытия – убедительное свидетельство необходимости пересмотра концепции деятельности мозга.
АЗУ Ушакова – изоморфная память
В 1999 году Сергей Петрович принес мне материалы по своему непризнанному изобретению и попросил посодействовать в их публикации, чтобы найти партнеров или спонсоров для практической реализации его идей в различных системах с элементами искусственного интеллекта, где требуются распознавание образов, речи, электронный перевод и прочее. Название заявки на открытие поначалу показалось мудреным: «Свойство неупорядоченного множества взаимно пересекающихся проводников информации в процессе обучения
приобретать свойство ассоциативности». Однако по мере изучения материалов все стало простым и понятным.
На основании анализа работ К.Прибрама (США), автора голономной (геометрической) теории восприятия (60-е годы), в которых показана зависимость ветвления и утолщения нервных волокон (дендритов) мозга от жизненного опыта, а также работ других авторов Ушаков пришел к обобщению, что «любые пересекающиеся проводники информации (а не только нервные волокна), объединенные в некоторое множество, могут накапливать информацию по принципу ассоциаций, подобно мозгу». И чем больше ветвлений и больше утолщения в пересечении волокон, тем больше ассоциаций накопил элемент памяти. Следовательно, например, в электронной модели ассоциативного запоминающего устройства (АЗУ) такие сигналы должны определенным образом суммироваться.
С.П.Ушаков в своей работе не только подробно растолковал, как ведут себя нервные волокна в процессе запоминания, но и собрал из сотен проводов действующую модель такого запоминающего устройства с использованием идей американца Фрэнка Розенблатта, исследовал модель и доказал свою гипотезу на практике. Напомним, под ассоциативной памятью понимают обусловленную предыдущим опытом связь представлений, благодаря которой одно представление, появившись в сознании, вызывает по сходству, смежности или противоположности другое.
Специалист по искусственному интеллекту Ф.Розенблатт в 50-х годах разработал первый ассоциативный блок – перцептрон, а в 1962-м опубликовал бестселлер «Основы нейродинамики». Ушаков проанализировал этот блок, а также его модификации – матрицы Карла Штейнбуха (прототип распознавателя образов), наблюдения Дениса Габора (изобретателя голографии, нобелевского лауреата), «неголографическую ассоциативную память» Вилшау, Бунемана и Лонге-Хигинса, а также работы академиков Сеченова и Павлова об ассоциативном поведении и пришел к выводу о неправильной интерпретации средствами булевой алгебры работы нейронов и нейронных сетей авторами моделей памяти.
Согласно существующей тогда гипотезе, требовалась дизъюнкция, конъюнкция и отрицание – ИЛИ, И, НЕ. В частности, это касалось свойств возбуждения и торможения, моделируемых нейроном. Авторы ошибочно рассматривали торможение как отрицание возбуждения, то есть как реакцию на антираздражитель. Ушаков же считал торможение отсутствием раздражения, то есть нулевой информацией. В результате модели не отражали реальных процессов, были громоздкими, детерминированными и необратимыми.
Кстати, развитие систем искусственного интеллекта также имело свою драматическую историю. Перцептрон и книга Розенблатта были раскритикованы в книге «Перцептроны» не менее именитых его коллег — ученых в сфере искусственного интеллекта Марвина Минского и Сеймура Пейперта в 1969 году в США.
В результате все работы в направлении развития перцептронов свернули и надолго забыли. А сам Розенблатт трагически погиб во время путешествия на яхте и потому не смог представить своих возражений. Однако, как позже выяснилось, на базе перцептрона можно строить достоверные модели с определенными поправками. В статье английской Википедии «Perceptron (book)» разбираются некоторые детали такой дискуссии.
В результате открытия Ушаков также предложил простейшую математическую интерпретацию работы АЗУ с использованием единственного элемента – ИЛИ. Таким образом, за десятилетие до начала компьютерного бума была готова модель важнейшего элемента «интеллектуальной» машины – ассоциативная память.
Более того, Ушаков пришел к выводу, что «создание самих ассоциативных запоминающих элементов как физических моделей вовсе не обязательно, поскольку ассоциативные сети организуются только под воздействием обучающих факторов, то есть под влиянием только внешней среды. Поэтому ассоциативная сеть может моделироваться не физическими, а исключительно программными методами».
До заявления о своем открытии Ушаков подал в 1974 году заявку на изобретение «Устройство ассоциативной памяти», но переписка с патентными экспертами ВНИИГПЭ так и не увенчалась успехом. Однако имелись положительные отзывы из различных «почтовых ящиков» на его работу по распознаванию звуковых образов. А модель ассоциативной памяти под названием «Макет изоморфной памяти» демонстрировалась на выставке «Связь-81» в разделе... «Радиолюбительство СССР»!
К описанию модели памяти и открытия прилагались примеры алгоритмов самообучения и перевода 1000 слов на английский, а также обучения и распознавания буквенно-цифровой информации на «древнем» языке ЭВМ — Express.
Несостоявшиеся сенсации
Среди основных аргументов в отказе автору и на изобретение, и позже – на открытие указывалось на «бесполезность АЗУ для народного хозяйства», а также что «информационное пространство», на которое ссылается автор в рассуждениях, «не является материальной средой». Можно было бы не без иронии добавить, что «информационные потоки», о которых также упоминал автор, не являются жидкостью.
Несмотря на публикацию этих работ в газете «Абсолютно все» в 1999—2000 гг., серьезных предложений Ушакову не поступило. Среди них были формулировка задачи разработки «автомата разумного поведения» на основе моделирования функций головного мозга, создание на базе распознавания образов алгоритма обработки массива данных телефонных номеров на миллион абонентов, электробур, способный по принципу «крота» проникать на глубину до 250 м и др. Кстати, ЕС в 2009 году объявил, что готов вложить миллиард евро в два потенциальных венчурных проекта по полному моделированию работы мозга (Nature, 22.02.2012).
Сергей Петрович — один из пионеров использования ЭВМ в моделировании и анализе. Знающие люди оценят то, что Ушаков работал в 60-х годах на Камчатке на машине БЭСМ-3М с заводским номером «0», имевшей всего 4096 ячеек памяти с производительностью 20 тыс. операций в секунду. Сегодняшние ПК перекрывают эти параметры в тысячи и миллионы раз, поэтому, видимо, нынешние программы столь громоздки и расточительны с памятью и быстродействием.
А в те времена приходилось писать оптимальные и весьма экономные алгоритмы и программы. Например, для разработки «Классификатора морских целей по шумам на три класса: подводные, надводные и гражданские с точностью до 84% качества» в 60-х годах, когда Ушаков отвечал за решение оперативно-тактических задач на ЭВМ.
О практической пользе теоремы Ферма
Не обошла Сергея Петровича и пресловутая математическая загадка с доказательством знаменитой теоремы Ферма. У него было несколько собственных вариантов доказательства и… архив переписки с математическими институтами с отказами в признании. Он отнесся с пониманием и некоторой иронией к мнению заместителя директора Ньютоновского института (Кембридж) Питера Годдарда, заявившего в 1993 году, что «решение теоремы Ферма на первый взгляд не имеет практического применения, но когда был расщеплен атом, говорили то же самое».
Ушаков еще за 20 лет до этого имел массу идей практического применения этой самой теоремы. Поэтому когда в 1994-м доказательство теоремы Ферма американцем Эндрю Вайлсом после ряда поправок признали правильным, Сергей Петрович, по меньшей мере, получил право на практическое внедрение ряда своих идей, отклонявшихся из-за их принадлежности к этой «загадке сумасшедших», отнесенной в разряд неразрешимых. В частности, идеи бесшумного гребного винта. Если поверхность винта изготовить по законам, вытекающим из теоремы Ферма, то, по мнению Ушакова, существующими приборами его шум нельзя будет обнаружить.
Не дожидаясь признания доказательств, Ушаков в 70-х годах опубликовал идею алгоритма генерации случайных чисел для использования в обработке данных и в криптографии, а также алгоритма коренатора (извлечения на ЭВМ корня n-ой степени) на базе идей, сформированных для теоремы Ферма, но масса приложений к этой теореме так и не нашла воплощения.
Очень уж нестандартно мыслил этот несколько чудаковатый человек, по стилю напоминавший Циолковского с такими же не всем понятными идеями.
Комментариев нет:
Отправить комментарий
Спасибо за ваш комментарий.
Он будет опубликован после проверки.