与大脑有关的一些让人震惊的实验—ML Note45
与大脑有关的一些让人震惊的实验—ML Note45
本文是吴恩达《机器学习》视频笔记第45篇，对应第4周第2个视频。
“Neural Networks: Representation——Neurons and the brain”。
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笔记
我们可爱的科学家从来就没有停止过对人类自身的研究，神经网络这一分支最初是为了能够人工制造大脑的。这是一个非常有野心的项目，我也不知道一旦此计划成功，人类知识积累和进步的方式会发生怎样的变化。
我们在机器学习中引入神经网络，是因为它确实能帮我们解决很多棘手的机器学习问题。本小节有3个主要内容：
- 学习神经网络的一些背景知识；
- 进一步理解神经网络能够解决什么样的问题；
- 神经网络和真正的人工智能机器之间的关系。
神经网络背景
神经网络是为了模仿人类大脑而被提出的，在上世纪80年代、90年代前期非常时髦、流行了一段时间。但是，到了上世纪90年代末期，又落寞了一段时间。
然而，现在神经网络又变得非常流行，特别是2015年以来相当流行。由于Alphago在围棋上击败人类选手，使得人工智能更流行。
模拟人类大脑是一项十分有挑战性的工作，你想，我们人对听到的、看到的信息进行识别、分类等等，然后还可以根据结果做出很多很多的响应。如果按照我们前面学习的方法，我们需要写很多很多的假设函数来实现和人脑差不多的功能。
那有没有这样一种可能？就是我们人类的大脑，其实使用的是一个非常通用的学习算法，就是这一个算法可以解决很多很多不同的智能处理问题。
大脑的实验
科学家们做过一个这样听上去非常有趣，但细思极恐的实验。
科学家发现人的听觉和大脑中的某一个区域的皮层有关，人耳获取到的语音信号交由这个区域理解处理。
科学家通过动物实验，将耳朵和这个区域的神经连接切断，然后将眼睛看到的信号接入这个区域。神奇的事情发生了，这个区域学会了看东西。就是说大脑的这些区域其实是通用的，不是专用的。换句话说，如果连上声音信号的采集器，这块区域就是一个声音处理器；如果连上视频信号，这块区域就是一个视频处理器，原来大脑是万能的。
还有另外一个实验，如果我们把触觉神经和对应区域的大脑皮层切断，将这部分连上眼睛，这部分也照样会看。
进一步证实了，大脑是万能的。
老高我每次看到这样类似的科学实验，内心都像被什么东西抓了一下那样恶寒，这类实验有个专有的名词“神经重接实验”。
但是，想想这类实验就有可能给人类带来很大的福祉，比如让盲人、聋哑人恢复视力、听力，让失去手脚的残疾人接上义肢。
设想
如果动物有一块脑组织，可以同时处理声、光、触觉信号，那是不是也可以设计一个通用的算法来处理这些东西呢？
如果能找到近似的、或者相同的大脑处理算法就好了。
下面这几个是真正很有意思的实验。
（1）下图左上角那个借助设备，可以用舌头看东西，借助灰度摄像头可以将采集到的光感信号传到舌头上，然后我们就可以使用舌头来看东西了。
（2）下图右上是一个人体回声系统，可以让人可以像蝙蝠一样感知周围的世界。youtube上有个视频说，一个小孩子因为癌症切除了眼球，但是借助类似的装置，他可以通过打响指得到的回声来判断周围的障碍物。
（3）左下是一个感知方向的腰带，带上它打开蜂鸣器，就可以感知哪边是朝北的。
（4）右下给青蛙装上了第三只眼，这第三只眼也是可以看东西的，青蛙界的二郎神。
看到这里，小伙伴们都震惊了吧？大脑的学习算法如此之强悍，几乎可以处理任何常见的感官信号。
如果我们能够通过人工的方式实现人脑类似的处理算法，那就离实现真正的人工智能不远了。
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视频