人工脳

人工脳（人工心）は、動物や人間の脳と同様の認知能力を持つソフトウェアとハ​​ードウェアである。^[1]

「人工脳」と脳のエミュレーションを調査する研究は、科学において 3 つの重要な役割を果たします。

1. 人間の脳がどのように機能するかを理解しようとする神経科学者による継続的な試みは、認知神経科学として知られています。
2. 人工知能の哲学における思考実験。少なくとも理論上は、人間の能力をすべて備えた機械を作成することが可能であることを実証します。
3. 哺乳類、特に人間などの複雑な中枢神経系を持つ動物に匹敵する行動を示す機械を作成するための長期プロジェクト。人間のような行動や知能を示す機械を作成するという最終目標は、強い AIと呼ばれることもあります。

最初の目標の一例としては、イギリスのバーミンガムにあるアストン大学が報告したプロジェクトがあります^{[2] 。このプロジェクトでは、研究者が生物学的細胞を使用して「ニューロスフィア」（ニューロンの小さな塊）を作成し、}アルツハイマー病、運動ニューロン、パーキンソン病などの疾患に対する新しい治療法を開発しています。

2 つ目の目的は、ジョン・サールの中国語の部屋論、ヒューバート・ドレフュスのAI 批判、あるいはロジャー・ペンローズの『皇帝の新しい心』における議論などに対する返答です。これらの批判者は、人間の意識や専門知識には機械ではシミュレートできない側面があると主張しました。彼らの議論に対する 1 つの返答は、脳内の生物学的プロセスは、ある程度の精度でシミュレートできるというものです。この返答は、1950 年にアラン・チューリングの古典的な論文「計算機械と知能」ですでになされていました。^{[注 1]}

3つ目の目標は、研究者によって一般的に人工汎用知能と呼ばれています。^[3]しかし、レイ・カーツワイルは「強いAI」という用語を好みます。彼の著書『シンギュラリティは近い』では、人工脳を実装するアプローチとして、従来の計算機を使用した全脳エミュレーションに焦点を当てており、（計算機パワーが指数関数的な成長傾向を続けていることを理由に）2025年までにこれが実現できると主張しています。脳エミュレーションを試みているブルー・ブレイン・プロジェクトのディレクターであるヘンリー・マークラムは、 2009年のオックスフォードTEDカンファレンスで同様の主張をしました（2020年）。^[1]

高性能コンピューティングエンジン上で人工ニューラルネットワークを使用して人間の脳を直接エミュレートすることはよく議論されるアプローチですが、^[4]他のアプローチもあります。代替の人工脳の実装は、ホログラフィックニューラルテクノロジー（HNeT）の非線形位相コヒーレンス/デコヒーレンスの原理に基づくことができます。量子力学波動方程式と強い類似性を持つコアシナプスアルゴリズムを通じて、量子プロセスとの類似性が得られています。

EvBrain ^[5]は、網膜のすぐ後ろにあるネットワークのような「脳のような」ニューラルネットワークを進化させることができる進化型ソフトウェアの一種です。

2008年11月、IBMはインテリジェントコンピュータの開発研究のため国防総省から490万ドルの助成金を受けた。ブルーブレインプロジェクトはIBMの支援を受けてローザンヌで行われている。^{[6]このプロジェクトは、3000万個のシナプスを適切な3次元位置に配置することで、}ニューロンを「コンピュータ内」で人工的にリンクできるという前提に基づいている。

強いAIの支持者の中には、ブルーブレインやソウルキャッチャーに関連するコンピューターが2015年頃までに人間の知的能力を超え、 2050年頃には人間の脳をダウンロードできるようになる可能性があると2009年に推測した人もいる。 ^[7]

ブルーブレインは複雑な神経接続を大規模に表現することができますが、このプロジェクトでは脳の活動と脳が実行する行動との関連は実現されていません。2012年、プロジェクトSpaun（セマンティックポインタアーキテクチャ統合ネットワーク）は、マッピングに加えて複雑な行動を生み出す神経接続の大規模な表現を通じて、人間の脳の複数の部分をモデル化しようとしました。^[8]

スパーンの設計は、人間の脳の解剖学的要素を再現している。約250万個のニューロンからなるこのモデルには、視覚皮質と運動皮質、GABA作動性およびドーパミン作動性接続、腹側被蓋野（VTA）、黒質などの特徴が含まれている。この設計では、入力または手書きの文字の視覚入力と機械アームによる出力を使用して、8つのタスクに応答するいくつかの機能が可能になっている。スパーンの機能には、絵をコピーする、画像を認識する、数を数えるなどがある。^[8]

実装戦略に関係なく、近い将来に人工脳を実現するという予測は楽観的であると信じる十分な理由があります。^{[引用が必要]}特に、脳（人間の脳を含む）と認知は現在十分に理解されておらず、必要な計算の規模は不明です。もう1つの短期的な制限は、脳シミュレーションの現在のすべてのアプローチが、人間の脳と比較して桁違いに大きな電力消費を必要とすることです。人間の脳は約20  Wの電力を消費しますが、現在のスーパーコンピューターは1 MW、つまり100,000倍の電力を消費する可能性があります。^{[引用が必要]}

脳シミュレーションの批評家の中には^[9]、自然を模倣せずに一般的な知的行動を直接作成する方が簡単だと考える人もいます。一部の評論家^[10]は、初期の飛行機製造の試みは鳥をモデルにしたものの、現代の航空機は鳥に似ていないという例えを使っています。

• ノイカート、フロリアン（2016年11月23日）。心のリバースエンジニアリング - 意識的に行動する機械と加速進化。ヴォルフスブルク、ドイツ：シュプリンガー。ISBN 978-3-658-16176-7. 2016年10月30日閲覧。
• バンジョパディヤイ、アニルバン（2020年4月4日）。ナノブレイン : 時間の結晶から人工脳を作る。ボサ・ロカ、米国: Taylor & Francis、CRC Press。ISBN 9781439875490. 2020年5月22日閲覧。
• 人工脳 - 知覚力のある機械の構築への探求