How computers are learning to be creative | Blaise Agüera y Arcas

452,941 views ・ 2016-07-22

TED


Пожалуйста, дважды щелкните на английские субтитры ниже, чтобы воспроизвести видео.

Переводчик: Leonid Starikov Редактор: Natalia Ost
00:12
So, I lead a team at Google that works on machine intelligence;
0
12800
3124
Я возглавляю команду в Google, работающую над машинным интеллектом,
00:15
in other words, the engineering discipline of making computers and devices
1
15948
4650
другими словами, занимающуюся инженерией, созданием компьютеров и устройств,
00:20
able to do some of the things that brains do.
2
20622
2419
способных делать то, что делает наш мозг.
00:23
And this makes us interested in real brains
3
23439
3099
Мы не можем не интересоваться настоящей мозговой деятельностью,
00:26
and neuroscience as well,
4
26562
1289
а также неврологией.
00:27
and especially interested in the things that our brains do
5
27875
4172
И особенно нас интересуют действия нашего мозга,
00:32
that are still far superior to the performance of computers.
6
32071
4042
в которых он до сих пор превосходит возможности компьютеров.
00:37
Historically, one of those areas has been perception,
7
37209
3609
Исторически одной из этих областей было восприятие —
00:40
the process by which things out there in the world --
8
40842
3039
процесс, благодаря которому всё в мире,
00:43
sounds and images --
9
43905
1584
все звуки и изображения
00:45
can turn into concepts in the mind.
10
45513
2178
в нашем сознании превращаются в понятия.
00:48
This is essential for our own brains,
11
48235
2517
Это совершенно необходимо для нашего разума,
00:50
and it's also pretty useful on a computer.
12
50776
2464
однако полезно и для компьютера.
00:53
The machine perception algorithms, for example, that our team makes,
13
53636
3350
Например, наша команда создаёт машинные алгоритмы восприятия,
00:57
are what enable your pictures on Google Photos to become searchable,
14
57010
3874
которые позволяют вам находить картинки на Google Photos по тому,
01:00
based on what's in them.
15
60908
1397
что на них изображено.
01:03
The flip side of perception is creativity:
16
63594
3493
Обратная сторона восприятия — творчество:
01:07
turning a concept into something out there into the world.
17
67111
3038
превращение задумки во что-то реальное.
01:10
So over the past year, our work on machine perception
18
70173
3555
Таким образом, за прошедший год наша работа над компьютерным восприятием
01:13
has also unexpectedly connected with the world of machine creativity
19
73752
4859
также неожиданно стала связана с миром компьютерного творчества
01:18
and machine art.
20
78635
1160
и машинного искусства.
01:20
I think Michelangelo had a penetrating insight
21
80556
3284
Я считаю, что у Микеланджело было точное понимание
01:23
into to this dual relationship between perception and creativity.
22
83864
3656
двойственного отношения между восприятием и творчеством.
01:28
This is a famous quote of his:
23
88023
2006
Вот его известная цитата:
01:30
"Every block of stone has a statue inside of it,
24
90053
3323
«Внутри каждого камня скрыта статуя,
01:34
and the job of the sculptor is to discover it."
25
94036
3002
задача скульптора — её обнаружить».
01:38
So I think that what Michelangelo was getting at
26
98029
3216
Я думаю, что Микеланджело говорит о том,
01:41
is that we create by perceiving,
27
101269
3180
что мы создаём посредством восприятия,
01:44
and that perception itself is an act of imagination
28
104473
3023
а само восприятие — это акт воображения
01:47
and is the stuff of creativity.
29
107520
2461
и материал для творчества.
01:50
The organ that does all the thinking and perceiving and imagining,
30
110691
3925
Орган, который думает, воспринимает и представляет, —
01:54
of course, is the brain.
31
114640
1588
это, конечно же, мозг.
01:57
And I'd like to begin with a brief bit of history
32
117089
2545
Я хотел бы начать с небольшого экскурса в историю
01:59
about what we know about brains.
33
119658
2302
исследования нашего мозга.
02:02
Because unlike, say, the heart or the intestines,
34
122496
2446
Потому что, в отличие от сердца или кишечника,
02:04
you really can't say very much about a brain by just looking at it,
35
124966
3144
нельзя много сказать о мозге, просто посмотрев на него
02:08
at least with the naked eye.
36
128134
1412
невооружённым глазом.
02:09
The early anatomists who looked at brains
37
129983
2416
Первые анатомы, которые смотрели на мозги,
02:12
gave the superficial structures of this thing all kinds of fanciful names,
38
132423
3807
давали поверхностной структуре этого óргана причудливые имена,
02:16
like hippocampus, meaning "little shrimp."
39
136254
2433
например, гиппокамп, что означает «креветка».
02:18
But of course that sort of thing doesn't tell us very much
40
138711
2764
Но, конечно, такого рода наблюдения мало говорят нам
02:21
about what's actually going on inside.
41
141499
2318
о происходящем внутри мозга.
02:24
The first person who, I think, really developed some kind of insight
42
144780
3613
Первый человек, у которого действительно было некоторое понимание того,
02:28
into what was going on in the brain
43
148417
1930
что происходит в мозге,
02:30
was the great Spanish neuroanatomist, Santiago Ramón y Cajal,
44
150371
3920
был великий испанский нейрофизиолог Сантьяго Рамон-и-Кахаль,
02:34
in the 19th century,
45
154315
1544
живший в XIX веке.
02:35
who used microscopy and special stains
46
155883
3755
Он использовал микроскоп и специальный краситель,
02:39
that could selectively fill in or render in very high contrast
47
159662
4170
который мог выборочно заполнить отдельные клетки мозга
02:43
the individual cells in the brain,
48
163856
2008
или придать им контрастность,
02:45
in order to start to understand their morphologies.
49
165888
3154
чтобы понять их морфологию.
02:49
And these are the kinds of drawings that he made of neurons
50
169972
2891
А вот изображения нейронов, которые он нарисовал
02:52
in the 19th century.
51
172887
1209
в XIX веке.
02:54
This is from a bird brain.
52
174120
1884
Это нейроны мозга птицы.
02:56
And you see this incredible variety of different sorts of cells,
53
176028
3057
Вы видите здесь невероятное разнообразие различных видов клеток,
02:59
even the cellular theory itself was quite new at this point.
54
179109
3435
даже клеточная теория сама по себе была в то время довольно нова.
03:02
And these structures,
55
182568
1278
И эти структуры,
03:03
these cells that have these arborizations,
56
183870
2259
эти клетки, которые имеют разветвления
03:06
these branches that can go very, very long distances --
57
186153
2608
и эти очень длинные ответвления, —
03:08
this was very novel at the time.
58
188785
1616
всё это было тогда очень ново.
03:10
They're reminiscent, of course, of wires.
59
190779
2903
Они напоминают провода.
03:13
That might have been obvious to some people in the 19th century;
60
193706
3457
Это могло быть очевидным для некоторых людей в XIX веке:
03:17
the revolutions of wiring and electricity were just getting underway.
61
197187
4314
как раз начиналась электрификация.
03:21
But in many ways,
62
201964
1178
Но во многом
03:23
these microanatomical drawings of Ramón y Cajal's, like this one,
63
203166
3313
такие микроанатомические зарисовки Рамона-и-Кахаля
03:26
they're still in some ways unsurpassed.
64
206503
2332
всё ещё остаются непревзойдёнными.
03:28
We're still more than a century later,
65
208859
1854
Мы до сих пор, более ста лет спустя,
03:30
trying to finish the job that Ramón y Cajal started.
66
210737
2825
пытаемся закончить работу, начатую Рамоном-и-Кахалем.
03:33
These are raw data from our collaborators
67
213586
3134
Это необработанные данные от наших коллег
03:36
at the Max Planck Institute of Neuroscience.
68
216744
2881
из Института Неврологии Макса Планка.
03:39
And what our collaborators have done
69
219649
1790
Наши коллеги
03:41
is to image little pieces of brain tissue.
70
221463
5001
изобразили маленькие кусочки ткани головного мозга.
03:46
The entire sample here is about one cubic millimeter in size,
71
226488
3326
Весь образец составляет примерно один кубический миллиметр,
03:49
and I'm showing you a very, very small piece of it here.
72
229838
2621
а я показываю вам очень маленький его кусочек.
03:52
That bar on the left is about one micron.
73
232483
2346
Та риска слева равна одному микрону.
03:54
The structures you see are mitochondria
74
234853
2409
Структуры, которые вы видите, — это митохондрии,
03:57
that are the size of bacteria.
75
237286
2044
они размером с бактерию.
03:59
And these are consecutive slices
76
239354
1551
А это последовательные срезы
04:00
through this very, very tiny block of tissue.
77
240929
3148
этого очень маленького кусочка ткани.
04:04
Just for comparison's sake,
78
244101
2403
Просто для сравнения:
04:06
the diameter of an average strand of hair is about 100 microns.
79
246528
3792
диаметр волоса в среднем составляет около 100 микрон.
04:10
So we're looking at something much, much smaller
80
250344
2274
Мы здесь видим нечто гораздо меньшее,
04:12
than a single strand of hair.
81
252642
1398
чем человеческий волос.
04:14
And from these kinds of serial electron microscopy slices,
82
254064
4031
Из этой серии микроскопических срезов
04:18
one can start to make reconstructions in 3D of neurons that look like these.
83
258119
5008
можно начать делать 3D реконструкции нейронов, похожие на эти.
04:23
So these are sort of in the same style as Ramón y Cajal.
84
263151
3157
По стилю они похожи на рисунки Рамона-и-Кахаля.
04:26
Only a few neurons lit up,
85
266332
1492
Отдельные нейроны подсвечены,
04:27
because otherwise we wouldn't be able to see anything here.
86
267848
2781
иначе мы бы здесь ничего не увидели.
04:30
It would be so crowded,
87
270653
1312
Тут было бы полно́ всего,
04:31
so full of structure,
88
271989
1330
сплошные структуры
04:33
of wiring all connecting one neuron to another.
89
273343
2724
и провода, соединяющие один нейрон с другим.
04:37
So Ramón y Cajal was a little bit ahead of his time,
90
277293
2804
Итак, Рамон-и-Кахаль немного опережал своё время,
04:40
and progress on understanding the brain
91
280121
2555
и прогресс в понимании мозга продвигался медленно
04:42
proceeded slowly over the next few decades.
92
282700
2271
в течение следующих десятилетий.
04:45
But we knew that neurons used electricity,
93
285455
2853
Но мы знали, что нейроны используют электричество,
04:48
and by World War II, our technology was advanced enough
94
288332
2936
и ко Второй мировой войне технологии были развиты достаточно,
04:51
to start doing real electrical experiments on live neurons
95
291292
2806
чтобы начать электрические эксперименты на живых нейронах,
04:54
to better understand how they worked.
96
294122
2106
чтобы лучше понимать, как они работают.
04:56
This was the very same time when computers were being invented,
97
296631
4356
Именно тогда изобрели компьютеры,
05:01
very much based on the idea of modeling the brain --
98
301011
3100
во многом основанные на идее моделирования мозга,
05:04
of "intelligent machinery," as Alan Turing called it,
99
304135
3085
или «искусственного интеллекта», как называл его Алан Тьюринг,
05:07
one of the fathers of computer science.
100
307244
1991
один из отцов информатики.
05:09
Warren McCulloch and Walter Pitts looked at Ramón y Cajal's drawing
101
309923
4632
Уоррен Мак-Каллок и Уолтер Питтс посмотрели на рисунки Рамона-и-Кахаля.
05:14
of visual cortex,
102
314579
1317
Сейчас я показываю вам
05:15
which I'm showing here.
103
315920
1562
это изображение зрительной коры.
05:17
This is the cortex that processes imagery that comes from the eye.
104
317506
4442
Эта кора головного мозга обрабатывает образы, поступающие от органов зрения.
05:22
And for them, this looked like a circuit diagram.
105
322424
3508
По их мнению это выглядело, как замкнутая схема.
05:26
So there are a lot of details in McCulloch and Pitts's circuit diagram
106
326353
3835
В схеме Мак-Каллока и Питтса многие детали
05:30
that are not quite right.
107
330212
1352
не совсем точны,
05:31
But this basic idea
108
331588
1235
но основная идея,
05:32
that visual cortex works like a series of computational elements
109
332847
3992
что зрительная кора работает как серия вычислительных элементов,
05:36
that pass information one to the next in a cascade,
110
336863
2746
которые каскадом передают друг другу информацию,
05:39
is essentially correct.
111
339633
1602
по сути верна.
05:41
Let's talk for a moment
112
341259
2350
Давайте немного поговорим о том,
05:43
about what a model for processing visual information would need to do.
113
343633
4032
что должна делать модель обработки визуальной информации.
05:48
The basic task of perception
114
348228
2741
Основная задача распознавания —
05:50
is to take an image like this one and say,
115
350993
4194
это взять картинку, такую как эта, и сказать:
05:55
"That's a bird,"
116
355211
1176
«Это птица».
05:56
which is a very simple thing for us to do with our brains.
117
356411
2874
Для нашего мозга это простая задача,
05:59
But you should all understand that for a computer,
118
359309
3421
но вы должны понимать, что для компьютера
06:02
this was pretty much impossible just a few years ago.
119
362754
3087
всего несколько лет назад подобное было почти невозможно.
06:05
The classical computing paradigm
120
365865
1916
Согласно классической парадигме расчётов,
06:07
is not one in which this task is easy to do.
121
367805
2507
это не то задание, которое можно выполнить легко.
06:11
So what's going on between the pixels,
122
371366
2552
Так что же происходит между пикселями,
06:13
between the image of the bird and the word "bird,"
123
373942
4028
между изображением птицы и словом «птица»?
06:17
is essentially a set of neurons connected to each other
124
377994
2814
По сути, группа нейронов связана друг с другом
06:20
in a neural network,
125
380832
1155
в нейронной сети,
06:22
as I'm diagramming here.
126
382011
1223
как я показываю здесь.
06:23
This neural network could be biological, inside our visual cortices,
127
383258
3272
Эта нейронная сеть в коре головного мозга могла быть биологической,
06:26
or, nowadays, we start to have the capability
128
386554
2162
а в наше время мы можем
06:28
to model such neural networks on the computer.
129
388740
2454
смоделировать такую нейронную сеть на компьютере.
06:31
And I'll show you what that actually looks like.
130
391834
2353
И я вам покажу, как это выглядит.
06:34
So the pixels you can think about as a first layer of neurons,
131
394211
3416
Поэтому о пикселях можно думать как о первом слое нейронов —
06:37
and that's, in fact, how it works in the eye --
132
397651
2239
именно так происходит в глазу —
06:39
that's the neurons in the retina.
133
399914
1663
это нейроны в сетчатке.
06:41
And those feed forward
134
401601
1500
А остальные нейроны
06:43
into one layer after another layer, after another layer of neurons,
135
403125
3403
связаны по цепи слой за слоем,
06:46
all connected by synapses of different weights.
136
406552
3033
их соединяют между собой синапсы различных весов.
06:49
The behavior of this network
137
409609
1335
Поведение этой сети
06:50
is characterized by the strengths of all of those synapses.
138
410968
3284
характеризуется силой этих синапсов.
06:54
Those characterize the computational properties of this network.
139
414276
3288
Они характеризуют вычислительные свойства этой сети.
06:57
And at the end of the day,
140
417588
1470
В конце концов
06:59
you have a neuron or a small group of neurons
141
419082
2447
один или несколько нейронов
07:01
that light up, saying, "bird."
142
421553
1647
загораются, говоря: «птица».
07:03
Now I'm going to represent those three things --
143
423824
3132
Теперь я собираюсь представить эти три вещи —
07:06
the input pixels and the synapses in the neural network,
144
426980
4696
входные пиксели и синапсы в нейронной сети
07:11
and bird, the output --
145
431700
1585
и, как результат, птицу
07:13
by three variables: x, w and y.
146
433309
3057
при помощи трёх переменных: Х, W и Y.
07:16
There are maybe a million or so x's --
147
436853
1811
Существует миллион или около того X —
07:18
a million pixels in that image.
148
438688
1953
миллион пикселей в изображении.
07:20
There are billions or trillions of w's,
149
440665
2446
Миллиарды или триллионы W —
07:23
which represent the weights of all these synapses in the neural network.
150
443135
3421
представляющих весá всех этих синапсов в нейронной сети.
07:26
And there's a very small number of y's,
151
446580
1875
И очень маленькое количество Y —
07:28
of outputs that that network has.
152
448479
1858
значений на выходе сети.
07:30
"Bird" is only four letters, right?
153
450361
1749
«Птица» же состоит всего из 5 букв.
07:33
So let's pretend that this is just a simple formula,
154
453088
3426
Давайте представим, что это простая формула:
07:36
x "x" w = y.
155
456538
2163
X «х» W = Y.
07:38
I'm putting the times in scare quotes
156
458725
2036
Я ставлю умножение в кавычки,
07:40
because what's really going on there, of course,
157
460785
2280
потому что на самом деле там просисходит
07:43
is a very complicated series of mathematical operations.
158
463089
3046
очень сложная серия математических расчётов.
07:47
That's one equation.
159
467172
1221
Это одно уравнение
07:48
There are three variables.
160
468417
1672
с тремя переменными.
07:50
And we all know that if you have one equation,
161
470113
2726
И всем известно, что если у нас есть уравнение,
07:52
you can solve one variable by knowing the other two things.
162
472863
3642
то мы можем найти одну переменную, зная две другие.
07:57
So the problem of inference,
163
477158
3380
Таким образом, задача
08:00
that is, figuring out that the picture of a bird is a bird,
164
480562
2873
по распознаванию птицы в изображении птицы
08:03
is this one:
165
483459
1274
заключается в следующем:
08:04
it's where y is the unknown and w and x are known.
166
484757
3459
Y неизвестен, а W и X известны.
08:08
You know the neural network, you know the pixels.
167
488240
2459
Вы знаете нейронную сеть, вы знаете пиксели.
08:10
As you can see, that's actually a relatively straightforward problem.
168
490723
3327
И как видите, это относительно простая задача.
08:14
You multiply two times three and you're done.
169
494074
2186
Вы умножаете два на три, и всё готово.
08:16
I'll show you an artificial neural network
170
496862
2123
Я покажу вам искусственную нейронную сеть,
08:19
that we've built recently, doing exactly that.
171
499009
2296
которую мы построили недавно, делая то же самое.
08:21
This is running in real time on a mobile phone,
172
501634
2860
Она работает в реальном времени на мобильном телефоне.
08:24
and that's, of course, amazing in its own right,
173
504518
3313
Удивительно уже само по себе то,
08:27
that mobile phones can do so many billions and trillions of operations
174
507855
3468
что мобильные телефоны могут выполнять миллиарды и триллионы операций
08:31
per second.
175
511347
1248
в секунду.
08:32
What you're looking at is a phone
176
512619
1615
Мы видим телефон,
08:34
looking at one after another picture of a bird,
177
514258
3547
который смотрит на изображение птиц одно за другим
08:37
and actually not only saying, "Yes, it's a bird,"
178
517829
2715
и не только говорит: «Да, это птица»,
08:40
but identifying the species of bird with a network of this sort.
179
520568
3411
но также через такую же сеть определяет вид этой птицы.
08:44
So in that picture,
180
524890
1826
На этой картинке
08:46
the x and the w are known, and the y is the unknown.
181
526740
3802
X и W известны, а Y неизвестен.
08:50
I'm glossing over the very difficult part, of course,
182
530566
2508
Я, конечно, пропускаю самую сложную часть —
08:53
which is how on earth do we figure out the w,
183
533098
3861
то, каким непостижимым образом мы находим W —
08:56
the brain that can do such a thing?
184
536983
2187
мозг, который может это сделать.
08:59
How would we ever learn such a model?
185
539194
1834
Сможем ли мы сделать такую модель?
09:01
So this process of learning, of solving for w,
186
541418
3233
Этот процесс нахождения W,
09:04
if we were doing this with the simple equation
187
544675
2647
будь это простым уравнением,
09:07
in which we think about these as numbers,
188
547346
2000
где мы думаем о неизвестных, как о числах,
09:09
we know exactly how to do that: 6 = 2 x w,
189
549370
2687
мы бы знали, как именно это сделать: 6 = 2 * W,
09:12
well, we divide by two and we're done.
190
552081
3312
делим на 2, и готово.
09:16
The problem is with this operator.
191
556001
2220
Но проблема именно в этом преобразовании,
09:18
So, division --
192
558823
1151
в делении.
09:19
we've used division because it's the inverse to multiplication,
193
559998
3121
Мы использовали его здесь, так как оно обратно умножению,
09:23
but as I've just said,
194
563143
1440
но, как я сказал,
09:24
the multiplication is a bit of a lie here.
195
564607
2449
умножение здесь — это фикция.
09:27
This is a very, very complicated, very non-linear operation;
196
567080
3326
Это чрезвычайно сложная нелинейная операция,
09:30
it has no inverse.
197
570430
1704
она не имеет обратного действия.
09:32
So we have to figure out a way to solve the equation
198
572158
3150
Мы должны найти способ решить это уравнение
09:35
without a division operator.
199
575332
2024
без деления.
09:37
And the way to do that is fairly straightforward.
200
577380
2343
И способ довольно простой.
09:39
You just say, let's play a little algebra trick,
201
579747
2671
Давайте проделаем маленький математический трюк
09:42
and move the six over to the right-hand side of the equation.
202
582442
2906
и перенесём 6 в правую часть уравнения.
09:45
Now, we're still using multiplication.
203
585372
1826
Сейчас мы используем умножение.
09:47
And that zero -- let's think about it as an error.
204
587675
3580
И этот ноль, давайте примем его за отклонение.
09:51
In other words, if we've solved for w the right way,
205
591279
2515
Другими словами, если мы посчитаем W правильно,
09:53
then the error will be zero.
206
593818
1656
то отклонение будет равно нулю.
09:55
And if we haven't gotten it quite right,
207
595498
1938
А если мы посчитали неверно,
09:57
the error will be greater than zero.
208
597460
1749
то отклонение будет больше нуля.
09:59
So now we can just take guesses to minimize the error,
209
599233
3366
Теперь мы можем подбирать числа, чтобы минимизировать отклонение,
10:02
and that's the sort of thing computers are very good at.
210
602623
2687
а это как раз то, в чём компьютеры очень хороши.
10:05
So you've taken an initial guess:
211
605334
1593
Сначала мы предположили:
10:06
what if w = 0?
212
606951
1156
что если W = 0?
10:08
Well, then the error is 6.
213
608131
1240
Тогда отклонение равно 6.
10:09
What if w = 1? The error is 4.
214
609395
1446
Если W = 1, то отклонение — 4.
10:10
And then the computer can sort of play Marco Polo,
215
610865
2367
И потом компьютер начинает играть в «угадайку»
10:13
and drive down the error close to zero.
216
613256
2367
и приближает отклонение к нулю.
10:15
As it does that, it's getting successive approximations to w.
217
615647
3374
Так он приближается к верному значению W.
10:19
Typically, it never quite gets there, but after about a dozen steps,
218
619045
3656
Обычно он не находит точного решения, но сделав с десяток шагов,
10:22
we're up to w = 2.999, which is close enough.
219
622725
4624
мы приближаемся к W = 2,999, что достаточно близко к истине.
10:28
And this is the learning process.
220
628302
1814
Это и есть процесс обучения.
10:30
So remember that what's been going on here
221
630140
2730
Напомню, что именно мы делаем:
10:32
is that we've been taking a lot of known x's and known y's
222
632894
4378
мы берём много известных X и Y
10:37
and solving for the w in the middle through an iterative process.
223
637296
3454
и посредством процесса повторения находим W.
10:40
It's exactly the same way that we do our own learning.
224
640774
3556
Мы сами учимся точно так же.
10:44
We have many, many images as babies
225
644354
2230
В детстве мы встречаем множество образов,
10:46
and we get told, "This is a bird; this is not a bird."
226
646608
2633
и нам говорят: «Это птица, а это не птица».
10:49
And over time, through iteration,
227
649714
2098
Со временем через повторение
10:51
we solve for w, we solve for those neural connections.
228
651836
2928
мы находим W, то есть нейронные связи.
10:55
So now, we've held x and w fixed to solve for y;
229
655460
4086
Теперь у нас есть готовые X и W для нахождения Y
10:59
that's everyday, fast perception.
230
659570
1847
и быстрого повседневного восприятия.
11:01
We figure out how we can solve for w,
231
661441
1763
Мы узнаём, как найти W, —
11:03
that's learning, which is a lot harder,
232
663228
1903
это обучение, и оно сложно,
11:05
because we need to do error minimization,
233
665155
1985
так как надо минимизировать погрешности
11:07
using a lot of training examples.
234
667164
1687
методом проб и ошибок.
11:08
And about a year ago, Alex Mordvintsev, on our team,
235
668875
3187
Около года назад Алекс Мордвинцев из нашей команды
11:12
decided to experiment with what happens if we try solving for x,
236
672086
3550
решил попробовать, что будет, если попытаться найти X,
11:15
given a known w and a known y.
237
675660
2037
зная W и Y.
11:18
In other words,
238
678124
1151
Другими словами,
11:19
you know that it's a bird,
239
679299
1352
вы знаете, что это птица,
11:20
and you already have your neural network that you've trained on birds,
240
680675
3303
и вашей нейронной сети тоже это известно.
11:24
but what is the picture of a bird?
241
684002
2344
Но как же выглядит птица?
11:27
It turns out that by using exactly the same error-minimization procedure,
242
687034
5024
Оказывается, что используя ту же самую процедуру минимизации погрешностей,
11:32
one can do that with the network trained to recognize birds,
243
692082
3430
можно проделать это c нейронной сетью, обученной распознавать птиц,
11:35
and the result turns out to be ...
244
695536
3388
и в результате получается
11:42
a picture of birds.
245
702400
1305
изображение птицы.
11:44
So this is a picture of birds generated entirely by a neural network
246
704814
3737
Это изображение птиц создано нейронной сетью,
11:48
that was trained to recognize birds,
247
708575
1826
обученной распознавать птиц,
11:50
just by solving for x rather than solving for y,
248
710425
3538
просто находя X, а не Y,
11:53
and doing that iteratively.
249
713987
1288
через множество повторений.
11:55
Here's another fun example.
250
715732
1847
Вот другой интересный пример.
11:57
This was a work made by Mike Tyka in our group,
251
717603
3437
Это работа, сделанная Майком Тайком из нашей команды.
12:01
which he calls "Animal Parade."
252
721064
2308
Он назвал её «Парад зверей».
12:03
It reminds me a little bit of William Kentridge's artworks,
253
723396
2876
Она немного напоминает мне работы Уильяма Кентриджа,
12:06
in which he makes sketches, rubs them out,
254
726296
2489
в которых он делает эскизы, потом их стирает,
12:08
makes sketches, rubs them out,
255
728809
1460
снова рисует и стирает,
12:10
and creates a movie this way.
256
730293
1398
и так создаёт фильм.
12:11
In this case,
257
731715
1151
В данном случае
12:12
what Mike is doing is varying y over the space of different animals,
258
732890
3277
Майк меняет Y различных видов животных
12:16
in a network designed to recognize and distinguish
259
736191
2382
в сети, созданной для распознавания
12:18
different animals from each other.
260
738597
1810
разных видов животных.
12:20
And you get this strange, Escher-like morph from one animal to another.
261
740431
3751
Получается парадоксальное, в стиле Эшера, изображение животных.
12:26
Here he and Alex together have tried reducing
262
746221
4614
Здесь он и Алекс попытались упростить Y
12:30
the y's to a space of only two dimensions,
263
750859
2759
до двухмерного пространства,
12:33
thereby making a map out of the space of all things
264
753642
3438
тем самым создавая карту из пространства всех объектов,
12:37
recognized by this network.
265
757104
1719
распознаваемых данной сетью.
12:38
Doing this kind of synthesis
266
758847
2023
Выполняя такого рода синтез
12:40
or generation of imagery over that entire surface,
267
760894
2382
или создавая изображения на всей поверхности,
12:43
varying y over the surface, you make a kind of map --
268
763300
2846
изменяя в ней Y, вы делаете подобие карты —
12:46
a visual map of all the things the network knows how to recognize.
269
766170
3141
визуальную карту всех вещей, которые может распознать сеть.
12:49
The animals are all here; "armadillo" is right in that spot.
270
769335
2865
Здесь есть все животные. Вот «броненосец».
12:52
You can do this with other kinds of networks as well.
271
772919
2479
То же можно проделать с другими типами сетей.
12:55
This is a network designed to recognize faces,
272
775422
2874
Эта сеть создана, чтобы распознавать лица
12:58
to distinguish one face from another.
273
778320
2000
и отличать одно лицо от другого.
13:00
And here, we're putting in a y that says, "me,"
274
780344
3249
Здесь мы добавляем Y, который значит «я»,
13:03
my own face parameters.
275
783617
1575
мои параметры лица.
13:05
And when this thing solves for x,
276
785216
1706
И когда эта сеть находит X,
13:06
it generates this rather crazy,
277
786946
2618
то создаёт это довольно сумасшедшее,
13:09
kind of cubist, surreal, psychedelic picture of me
278
789588
4428
кубическое, сюрреалистическое, психоделическое изображение меня
13:14
from multiple points of view at once.
279
794040
1806
с разных сторон одновременно.
13:15
The reason it looks like multiple points of view at once
280
795870
2734
И причина, по которой изображение так выглядит,
13:18
is because that network is designed to get rid of the ambiguity
281
798628
3687
в том, что сеть стремится избавиться от неопределённости,
13:22
of a face being in one pose or another pose,
282
802339
2476
возникающей из-за разных положений головы
13:24
being looked at with one kind of lighting, another kind of lighting.
283
804839
3376
или разных углов освещения.
13:28
So when you do this sort of reconstruction,
284
808239
2085
При такого рода преобразованиях,
13:30
if you don't use some sort of guide image
285
810348
2304
если нет опорного изображения
13:32
or guide statistics,
286
812676
1211
или опорных данных,
13:33
then you'll get a sort of confusion of different points of view,
287
813911
3765
то вы получите мешанину изображений, сделанных с разных сторон,
13:37
because it's ambiguous.
288
817700
1368
из-за неопределённости.
13:39
This is what happens if Alex uses his own face as a guide image
289
819786
4223
Вот что происходит, если Алекс использует своё лицо как опорное изображение
13:44
during that optimization process to reconstruct my own face.
290
824033
3321
во время оптимизации программы по воссозданию моего лица.
13:48
So you can see it's not perfect.
291
828284
2328
Как видите, не всё идеально.
13:50
There's still quite a lot of work to do
292
830636
1874
Нам предстоит ещё много работы
13:52
on how we optimize that optimization process.
293
832534
2453
по оптимизации процесса оптимизации.
13:55
But you start to get something more like a coherent face,
294
835011
2827
Но полученное лицо становится чётче,
13:57
rendered using my own face as a guide.
295
837862
2014
при его создании опорным было моё лицо.
14:00
You don't have to start with a blank canvas
296
840892
2501
Вам не нужно начинать с чистого листа
14:03
or with white noise.
297
843417
1156
или белого шума.
14:04
When you're solving for x,
298
844597
1304
Когда вы ищете X,
14:05
you can begin with an x, that is itself already some other image.
299
845925
3889
вы можете начать с X, который сам по себе является другим изображением.
14:09
That's what this little demonstration is.
300
849838
2556
Вот о чём эта маленькая демонстрация.
14:12
This is a network that is designed to categorize
301
852418
4122
Эта сеть которая разработана, чтобы категоризировать
14:16
all sorts of different objects -- man-made structures, animals ...
302
856564
3119
самые различные объекты — искусственные сооружения, животных...
14:19
Here we're starting with just a picture of clouds,
303
859707
2593
Здесь мы начинаем с простого изображения облаков,
14:22
and as we optimize,
304
862324
1671
и по мере оптимизации
14:24
basically, this network is figuring out what it sees in the clouds.
305
864019
4486
эта сеть определяет, что именно она видит в облаках.
14:28
And the more time you spend looking at this,
306
868931
2320
И чем дольше вы смотрите,
14:31
the more things you also will see in the clouds.
307
871275
2753
тем больше сможете увидеть в облаках.
14:35
You could also use the face network to hallucinate into this,
308
875004
3375
Можно использовать сеть распознавания лиц, чтобы вызвать галюцинации
14:38
and you get some pretty crazy stuff.
309
878403
1812
и получить довольно сумасшедшие вещи.
14:40
(Laughter)
310
880239
1150
(Смех)
14:42
Or, Mike has done some other experiments
311
882401
2744
Майк провёл и другой эксперимент,
14:45
in which he takes that cloud image,
312
885169
3905
в котором он берёт изображение óблака,
14:49
hallucinates, zooms, hallucinates, zooms hallucinates, zooms.
313
889098
3507
галлюцинирует, приближает, галлюцинирует, приближает.
14:52
And in this way,
314
892629
1151
И таким образом
14:53
you can get a sort of fugue state of the network, I suppose,
315
893804
3675
получается что-то типа состояния диссоциативной фуги сети
14:57
or a sort of free association,
316
897503
3680
или подобие свободных ассоциаций,
15:01
in which the network is eating its own tail.
317
901207
2227
в которых сеть ловит свой хвост.
15:03
So every image is now the basis for,
318
903458
3421
Каждое изображение становится основой для ответа на вопрос:
15:06
"What do I think I see next?
319
906903
1421
«Что же я увижу дальше?
15:08
What do I think I see next? What do I think I see next?"
320
908348
2803
Что же я увижу дальше? Что же я увижу дальше?»
15:11
I showed this for the first time in public
321
911487
2936
Первый раз я показал это группе
15:14
to a group at a lecture in Seattle called "Higher Education" --
322
914447
5437
в Сиэттле на лекции «Высшее образование».
15:19
this was right after marijuana was legalized.
323
919908
2437
Это было как раз после легализации марихуаны.
15:22
(Laughter)
324
922369
2415
(Смех)
15:26
So I'd like to finish up quickly
325
926627
2104
Я хотел бы быстро подвести итог
15:28
by just noting that this technology is not constrained.
326
928755
4255
и отметить, что возможности этой технологии безграничны.
15:33
I've shown you purely visual examples because they're really fun to look at.
327
933034
3665
Я показал вам лишь визуальные примеры, потому что на них интересно смотреть.
15:36
It's not a purely visual technology.
328
936723
2451
Но это не только визуальная технология.
15:39
Our artist collaborator, Ross Goodwin,
329
939198
1993
Наш сотрудник, художник Росс Гудвин,
15:41
has done experiments involving a camera that takes a picture,
330
941215
3671
провёл эксперимент с камерой, на которую делал снимок,
15:44
and then a computer in his backpack writes a poem using neural networks,
331
944910
4234
а в рюкзаке у него был компьютер, пишущий стихи посредством нейронных сетей,
15:49
based on the contents of the image.
332
949168
1944
которые брали за основу фотографию.
15:51
And that poetry neural network has been trained
333
951136
2947
И эта поэтическая нейронная сеть была «натренирована»
15:54
on a large corpus of 20th-century poetry.
334
954107
2234
на обширном корпусе поэзии XX века.
15:56
And the poetry is, you know,
335
956365
1499
И знаете, получившиеся стихи,
15:57
I think, kind of not bad, actually.
336
957888
1914
по-моему, не не так уж и плохи.
15:59
(Laughter)
337
959826
1384
(Смех)
16:01
In closing,
338
961234
1159
В завершение скажу,
16:02
I think that per Michelangelo,
339
962417
2132
что считаю,
16:04
I think he was right;
340
964573
1234
Микаленджело был прав:
16:05
perception and creativity are very intimately connected.
341
965831
3436
восприятие и творчество очень тесно связаны между собой.
16:09
What we've just seen are neural networks
342
969611
2634
Мы только что увидели нейронные сети,
16:12
that are entirely trained to discriminate,
343
972269
2303
полностью обученные различать
16:14
or to recognize different things in the world,
344
974596
2242
и распознавать разные физические объекты,
16:16
able to be run in reverse, to generate.
345
976862
3161
а также работать в обратном направлении, воспроизводя их.
16:20
One of the things that suggests to me
346
980047
1783
На эту мысль меня наводит не то,
16:21
is not only that Michelangelo really did see
347
981854
2398
что Микеланджело действительно видел
16:24
the sculpture in the blocks of stone,
348
984276
2452
скульптуру в глыбе камня,
16:26
but that any creature, any being, any alien
349
986752
3638
а то, что любое существо, даже инопланетное,
16:30
that is able to do perceptual acts of that sort
350
990414
3657
способное к такому восприятию,
16:34
is also able to create
351
994095
1375
также способно творить,
16:35
because it's exactly the same machinery that's used in both cases.
352
995494
3224
потому что действия в обоих случаях одинаковые.
16:38
Also, I think that perception and creativity are by no means
353
998742
4532
Кроме того, я думаю, что восприятие и творчество присущи
16:43
uniquely human.
354
1003298
1210
не только человеку.
16:44
We start to have computer models that can do exactly these sorts of things.
355
1004532
3708
У нас начинают появляться компьютеры, которые могут делать то же самое.
16:48
And that ought to be unsurprising; the brain is computational.
356
1008264
3328
И это неудивительно, ведь мозг — своего рода компьютер.
16:51
And finally,
357
1011616
1657
И наконец,
16:53
computing began as an exercise in designing intelligent machinery.
358
1013297
4668
информатика зарождалась в попытках создания искусственного интеллекта.
16:57
It was very much modeled after the idea
359
1017989
2462
Её во многом сформировала концепция о том,
17:00
of how could we make machines intelligent.
360
1020475
3013
как можно сделать машины умнее.
17:03
And we finally are starting to fulfill now
361
1023512
2162
И сейчас мы начинаем выполнять
17:05
some of the promises of those early pioneers,
362
1025698
2406
некоторые обещания тех первопроходцев,
17:08
of Turing and von Neumann
363
1028128
1713
Тьюринга и фон Неймана,
17:09
and McCulloch and Pitts.
364
1029865
2265
Мак-Каллока и Питтса.
17:12
And I think that computing is not just about accounting
365
1032154
4098
Я считаю, что компьютеры — это не только расчёты,
17:16
or playing Candy Crush or something.
366
1036276
2147
пасьянс «Косынка» или что-то подобное.
17:18
From the beginning, we modeled them after our minds.
367
1038447
2578
Мы изначально делали компьютеры похожими на свой мозг.
17:21
And they give us both the ability to understand our own minds better
368
1041049
3269
И они дали нам возможность лучше понять собственный мозг
17:24
and to extend them.
369
1044342
1529
и развивать его.
17:26
Thank you very much.
370
1046627
1167
Большое спасибо.
17:27
(Applause)
371
1047818
5939
(Аплодисменты)
Об этом сайте

Этот сайт познакомит вас с видеороликами YouTube, полезными для изучения английского языка. Вы увидите уроки английского языка, преподаваемые высококлассными учителями со всего мира. Дважды щелкните по английским субтитрам, отображаемым на каждой странице видео, чтобы воспроизвести видео оттуда. Субтитры прокручиваются синхронно с воспроизведением видео. Если у вас есть какие-либо комментарии или пожелания, пожалуйста, свяжитесь с нами, используя эту контактную форму.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7