過我的腦海。既然在過去的幾年裏我一直利用基因算法來進化神經網絡,我現在的傾向是把設置比特串想象成基因算法裏的染色體,因此,在芯片裏進化硬件的想法看起來是可行的了。我開始不斷地“拷問”我的朋友,問這些設置比特串可以無數次的發送嗎?他想了一會,回答說,如果芯片是基於RAM(就是計算機內存)的話,那麼就像任何計算機裏的普通內存一樣,可編程芯片可以被無限製地重新編程。
我非常高興,因為這意味著可以通過發送隨機的比特串,來隨機地設置或者連接可編程芯片,並產生複雜的隨機電路。如果有另外一個被編程的用來測試隨機程序芯片的性能電路,那麼就可能在硬件上以硬件速度執行基因算法。
我為這個構想而激動不已,以至於我一回到日本的研究組就馬上為我的想法作了一次研討會,並且開創了所謂的“可進化硬件”的研究領域。並發表關於這個想法的論文,向同事宣揚,在會議上作演講,等等。可進化硬件(EvolutionaryHardware或者EH),現在已經是個確立的研究領域了,每年都會在美國、歐洲和日本舉行研討會並出版相關的學術期刊。作為該領域的先驅,我常常在自己的日常工作中試用它的基本思想。
緊接的那一年,即1993年,我轉到日本京都的研究實驗室從事人工大腦的製造工作。我相信,可進化硬件是一個使人工大腦製造變為可能的有效工具。
我開始寫論文,聲稱我打算在2001年前製造一個擁有10億神經元的人工大腦。在1993年,宣布這樣的計劃常常會招來不信任的眼光。因為在那時,大部分的神經網絡研究者僅僅使用幾十個或者上百個神經元。就像我早幾年一樣,突然聽到某個人說要使用上十億個神經元,簡直是非常可笑的。為此我被嘲笑、奚落。
但是,我堅信我的想法是可行的。如果某個人製造一種基於可進化硬件原理的特殊計算機,那麼,其電子性的進化速度將會使大腦製造成為可能。我用數學進行了推理,證明在2001年前製造出擁有十億個神經元的人工大腦是可行的。我和日本實驗室有一個7~8年的合同,因此,我想我有足夠的時間來實現我的夢想。
我的第一個任務就是選擇一種可以設計和進化神經網絡的媒介。我選擇使用胞腔自動機(CellularAutomata或者簡稱為CA)。在二維胞腔自動機上的每一個細胞都類似於棋盤上的一個方格,但是有兩個不同。一個是這個棋盤有無限個方格,另一個是方格的顏色不僅限於黑色或白色,而可以是有限集合裏的任何顏色。每個方格在每個單位時間裏可以改變其顏色而成為集合中其他的任何一種顏色。一個特定方格所要改變的顏色決定於它現在的顏色和其鄰接方格的顏色。舉個例子,如果北邊方格是紅色,東邊方格是黃色,南邊方格是藍色,西邊方格是綠色,並且中間的方格是棕色,那麼在下一個時刻,中心方格將變為紫色。
第二部分 我正在進行的工作 我的工作(4)
通過適當地選取幾千個這樣的規則,我就可能讓這些胞腔自動機像神經網絡一樣生長和進化。舉個例子,我可以生成一個三個細胞寬的路徑,通過它我可以發送生長細胞,讓它們在路徑的中間向前移。當生長信號到達生長路徑的盡頭時,它可以讓路徑向前延伸、左轉、右轉、分裂,等等,這些決定於生長信號的顏色。通過改變胞腔自動機路徑中間生長信號的順序,我能夠進化基於胞腔自動機的神經網絡。