شبکه‌های عصبی هوشمند می‌توانند دستخط‌ها را شناسایی کنند

مترجم: رضا محمدی
پژوهشگران یک شبکه عصبی مصنوعی ساخته شده از DNA را ارائه نموده‌اند که قادر به حل مسئله یادگیری ماشینی کلاسیک و شناسایی ارقام دستنوشته شده است.
این پژوهش گام بزرگی در جهت نشان دادن ظرفیت‌هایمان برای طراحی هوش مصنوعی در مدار‌های بیومولکولی ترکیبی برداشته است.
کوین چری محقق ارشد این طرح می‌گوید:در حالی‌که دانشمندان تنها روی ساخت هوش مصنوعی در ماشین‌های مولکولی تمرکز دارند پتانسیل انجام این کار غیر قابل انکار شده است. همانگونه که کامپیوتر‌های الکترونیکی و گوشی‌های هوشمند انسان را نسبت به صد‌ها سال قبل تواناتر نموده‌اند ماشین‌های مولکولی مصنوعی می‌توانند منجر به ساخت هر چیزی با مولکول شوند تا جایی که حتی رنگ‌ها یا بانداژ‌هایی واکنشی‌تر و با قابلیت پاسخگویی بالاتر تا سال‌های دیگر ارائه شوند.
هر انسانی بیش از ۸۰ بیلیون نورون در مغزش دارد که با آن‌ها می‌تواند تصمیم‌های پیچیده‌ای اتخاذ نماید. حیوانات کوچک‌تر مانند کرم‌های گرد می‌توانند تصمیم‌های ساده‌تر را با به‌کارگیری تنها چند صد نورون انجام دهند. در این پژوهش، مدار‌های زیست شیمی‌ای را تولید کرده‌ایم که مانند شبکه کوچکی از نورون‌ها به منظور طبقه‌بندی اطلاعات مولکولی و به گونه‌ای پیچیده‌تر از آنچه قبلاً انجام می‌شده است عمل می‌کند.
به منظور نشان دادن توانایی شبکه‌های عصبی مبتنی بر DNA کوین چری وظیفه‌ای را به عهده گرفت که چالشی کلاسیک برای شبکه‌های عصبی مصنوعی الکترونیکی است؛ شناسایی دستخط.
محققان نشان دادند شبکه‌های عصبی که از توالی‌های DNA دقیق ساخته شده‌اند قادرند واکنش‌های شیمیایی مجاز برای شناسایی دقیق دستنوشته مولکولی را اجرا نمایند. بر خلاف دستخط نرمال که مانند شکل‌های هندسی گوناگون است دستنوشته مولکولی در واقع شکل یک عدد به خود نمی‌گیرد. به جای آن هر رقم مولکولی از ۲۰ رشته منحصر به فرد DNA که از ۱۰۰ مولکول انتخاب شده‌اند ساخته شده که هر کدام نماینده یک پیکسل در یک الگوی ۱۰ در ۱۰ هستند. این رشته‌های DNAS در لوله آزمایش با هم ترکیب شدند.
کوین چری بیان‌می‌کند:هندسی نبودن مسئله جدیدی در امضا‌های مولکولی طبیعی نیست ولی هنوز هم نیازمند شبکه‌های عصبی بیولوژیکی پیچیده برای شناسایی آن‌ها هستیم. برای مثال ترکیبی از مولکول‌های بویی منحصر به فرد یک بوی جدید خلق می‌کند.
چری ابتدا یک شبکه عصبی DNA برای ایجاد تمایز میان دستنوشته‌ها ساخت. او ۳۶ رقم دستخط را تست و شبکه عصبی لوله آزمایش همه آن‌ها را به درستی شناسایی کرد. سیستم او به گونه‌ای نظری دارای قابلیت طبقه بندی ۱۲ هزار دستنوشته است.
سپس چری الگو‌های اولیه شبکه عصبی DNA خود را پیاده‌سازی کرد تا گونه‌ای پیچیده‌تر را توسعه دهد نوعی که می‌تواند اعداد یک رقمی یک تا ۹ را طبقه‌بندی کند. محققان معتقدند به این طریق ترکیب هوشمند مشابه می‌تواند آموزش ببیند تا وظایف متفاوت را اجرا کند.
منبع:AP