임계값 함수라는 단순화된 신경모델

SF라고해도 좋을 정도로 인공 지능이 등장한다. 현실 세계에서도 특히 컴퓨터를 다루는 많은 연구자들이 인공 지능의 연구를 수행하고 체스나 장기등 게임 세계에서 큰 성과를 올리고있는 것도있다.  인공 지능의 구축은 많은 연구자의 ​​지향점이며, 집적회로등을 중심으로 다양한 연구가 이루어지고 있다. 캘리포니아 공과대학 (Caltech)의 Lulu Qian 박사에 의해 DNA를 사용하여 신경세포(뉴런)를 본뜬 인공 지능을 만드는 데 성공했다. 이 인공 지능은 인간의 뇌처럼 불완전한 정보에서 자신의 기억에 의존 대상을 예측할 수 있다. 생화학적인 인공 지능은 의학, 화학, 생물학등의 연구에 도움이 된다. 인공 지능을 있는 질환을 가진 세포로 도입함으로써 세포내에서 어떤 일이 일어나고 또한 어떤 치료할 수 있는지 등의 답변을 얻을 수있다. Qian 박사에 따르면 이러한 생화학 인공 지능이 뇌처럼 일하는 것은 수십년 동안 이론 세워지고 있었지만, 실현에는 이르지 않았다. 

그들은 신경으로 linear threshold function (선형 임계값 함수)라는 단순화된 신경 모델을 사용했다. 이 모델에서는 한 입력에 가감 무게가 이루어지고, 그 합계가 일정(임계값)을 초과하면 출력을 수행하도록 프로그램되어있다. 이 모델은 실제 신경 세포와 비교하면 극단적으로 단순화시킨 것이지만, 단순한 요소의 집합에 따라 실제 뇌처럼 행동 할 수있게 된다. 이번 작성된 인구 신경 회로는 홑겹의 DNA 사슬이 꼬리처럼 뻗어있는 일부 이중 구조를 가진 DNA 분자가 사용되었다. 이러한 분자가 시험관 속을 떠돌고있는 동안 한 번 다른 DNA 조각이 이중 구조를 가진 DNA 분자로 접근 안다. 만약 홑겹 부분의 염기 서열이 겹치면 DNA 조각이 거기에 결합하여 이중 구조 부분을 분리한다. 여기에서는 홑겹의 DNA 조각이 입력되고, 분리시켜 한 이중 구조 부분이 출력되고, 다른 분자와의 상호 작용으로 옮긴다. 그들은 112의 다른 DNA 분자에서 4 개의 인공 신경망을 만들고 그들을 사용 과학자를 특정하는 게임을했다. 

우선 그들은 만든 인공 지능에 4명의 과학자의 특징, 예를 들면 과학자는 영국인인지 여부, 같은 에라 패턴으로 기억하게했다. DNA의 염기 서열은 자유롭게 합성 할 수 있기 때문에 각각 어떤 상호 작용을 갖는지를 프로그램하고 신경 회로처럼 행동 해 할 수있다. 그리고 그 인구 신경 회로에서 각각의 DNA의 밀도를 제어하여 4 명의 과학자에 대한 정오표 질문을 기억하게 할 ​​수있다. 이 인구 신경 회로는 다른 예에서와 같이 직접 정보를 가르치다 것이 아니라 컴퓨터에 의한 시뮬레이션에 필요한 분자 밀도를 계산하고 신경 회로에 기억을 심어 필요가 있었다. 그 단편적인 정보를 가진 DNA 조각을 시험 관내에 도입하면 시험관에서 신경 회로를 형성하는 DNA와 상호 작용하여 형광 신호에 의해 어떤 과학자를 가리키고 있는지를 발신 할 수있는 . 또한 주어진 정보만으로는 특정 할 수 없거나 정보가 일치 할 때, 그 같은 결론을 낼 수도 있었다. 

그래서 그들은이 전체 81 패턴 27 패턴을 시도했는데, 모든 테스트에서 정답을내는 데 성공했다. 이 실험을 통해 DNA를 이용한 인공 신경망의 구축에 전망이 나온 것처럼 보이지만 실제로는 몇 가지 장애물이 있다고한다. 우선 인간의 뇌는 1000 억 개의 신경 세포로 구성되어 있는데, 이번 실험의 10 배이다 단 40를 만드는 데 큰 시간이 걸려 버린다. 또한이 인공 지능은 매우 느린 하나의 문제를 푸는 데 8 시간 정도 소요된다한다. 또한 한번 사용한 DNA 조각은 인공 지능에서 다시 사용할 수 없으며 하나의 인공 지능에 한 번만 실험을 할 수 없다. 미래 여러번 실험을 실시하거나 새로운 상황에서 새로운 기억의 형성을 할 수 있도록 개발되어 나갈 것으로 기대된다. 

그러나 시험관 내에서 행해지는 이 실험은 실제 생체 내 및 세포내에서 행해지는 것과는 완전히 다르기 때문에 그들에 도입에는 아직 시간이 걸릴 것이다. 또한이 실험에 의해 어떻게 생물이 지능을 가진 것인가 하는 연구에도 도움이 될지도 모른다. Qian 박사에 따르면, 뇌가 발달하기 전에에도 단세포 생물등은 정보 교환을 실시하여 환경에 따라 자신의 행동을 결정 할 수 있었다. 이러한 행동은 세포의 주위에있는 여러 가지 물질에 의해 결정되었던 것이며, 고도로 발달한 뇌도 단세포 생물과 같은 간단한 반응에도 비슷한 계산 방식에 의해되어있는 것은 없는지 생각된다고한다.