Zur Konstruktion kunstlicher Gehirne (German, Hardcover, 2009 ed.)

In diesem Buch wird eine erste Generation von kunstlichen Hirnen fur das Sehen vorgestellt. Auf der ausschliessslichen Grundlage von Neuron- und Synapsenmodellen wird ein Objekterkennungssystem konstruiert, welches eine Merkmalspyramide mit 8 Orientierungen und 5 Auflosungsskalen fur 1000 Objekte sowie die Netze fur die Bindung von Merkmalen zu Objekten umfasst. Dieses Sehsystem kann unabhangig von der Beleuchtung, dem Gesichtausdruck, der Entfernung und einer Drehung, welche die Objektkomponenten sichtbar lasst, Objekte erkennen. Seine Realisierung erfordert 59 Chips - davon sind 4 verschieden - welche mittels 3D Technologie zu einem Quader von 8mm x 8mm x 1mm aufgeschichtet sind.

Die Leistungsfahigkeit des neuronal-synaptischen Netzwerkes beruht auf der Einfuhrung von schnell veranderlichen dynamischen Synapsen. Anders als Netze mit konstanten Synapsen konnen solche mit dynamischen Synapsen allgemeine Aufgaben der Mustererkennung ubernehmen. Die raum-zeitliche Korrelationsstruktur von Mustern wird durch eine einzige synaptische Differentialgleichung in universeller Weise erfasst. Die Korrelation kann in Erscheinung treten als synchrone Pulstatigkeit einer Neurongruppe, wodurch das Vorliegen eines Merkmals in robuster Weise angezeigt wird, oder als Bindung von Merkmalen zu Objekten.

Auch wenn die Autoren der Uberzeugung sind, dass noch viele Generationen folgen mussen, um die Leistungsfahigkeit des menschlichen Gehirns zu erreichen, sehen sie doch ein neues Rechen-Zeitalter aufziehen. Es gab Zeiten, da wurden Computer mit ihrer Prazision, Zuverlassigkeit und rasanten Geschwindigkeit der feuchten Materie unseres Gehirns als so weit uberlegen angesehen wie das Dusenflugzeug dem Spatzen. Dass diese Zeiten vorbei sind, ist gewiss, denn durch formale Logik inspirierte, algorithmisch gesteuerte und mit digitaler Elektronik realisierte Systeme, die heutigen Computer, stossen an ihre Komplexitatsgrenzen. Andererseits eroffnen die hier vorgestellten Ergebnisse den Weg zu einer Alternative. Ein Paradigmenwechsel liegt in der Luft: vom fremdorganisierten zum selbstorganisierten Computer. "

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