Maskintale:Overladt til deres egne enheder, computere kan finde ud af det

Ved at bruge nye maskinlæringsteknikker, et forskerhold fra Department of Energy's Oak Ridge National Laboratory underviser i elektroniske enheder, hvordan man taler for sig selv.

e-mail, sms, billeddeling og opslag på sociale medier foregår via netværk, der er pålidelige – det meste af tiden. Når visse forbindelser mistes eller afbrydes af et fysisk eller cyberangreb, elektroniske enheder mister straks kontakten, og de er ikke rustet til at finde en anden kommunikationsmetode.

Elektronik er kun så smart som deres design. Med ordentlig træning og intelligens, enheder kunne programmeres til at søge efter tilgængelige medier, såsom akustik, optik eller radiofrekvenser, og finde ud af, hvordan man sender og modtager beskeder på egen hånd uden at blive fortalt på forhånd.

For eksempel, flere svarhold, der bruger tovejsradioenheder, eller walkie-talkies, under en nødsituation er begrænset til et begrænset antal tilgængelige frekvenser. De samme enheder kunne programmeres og trænes gennem maskinlæring og intelligens til at søge alternative metoder til at holde folk forbundet, som er kritisk i scenarier på liv og død.

"Enhederne, forududstyret med sprog og evnen til at kommunikere, kunne begynde at dele data af enhver art over stort set ethvert fysisk medie, " sagde ORNLs Adam Anderson, der leder et team med speciale i computere, netværk og cybersikkerhed. "De vil i første omgang gennemgå en trial-and-error-salve af information, udvikle deres egne mønstre, mens de går, indtil de når den mest effektive og nøjagtige måde at sende meddelelser på."

Det resulterende sprog, eller maskintale, er ukendelig for mennesker, et fænomen, der kan fremkalde kontrovers – og endda frygt – om hvorvidt maskiner kan begynde at kommunikere uafhængigt. Men, ifølge ORNL-forskere, tillader computere at tale med hinanden, i stedet for at fortælle computere, hvordan de skal kommunikere, er det, der giver dem intelligensen til at optimere deres evne til at bevare kontakten.

"Med andre ord, vi træner og programmerer enheder til at finde ud af den bedste måde at kommunikere på for sig selv i stedet for at være alt for ordinerende, " sagde Anderson.

Et af de vigtigste problemer, ORNL-forskere skulle overvinde, var at få enhederne til at konvergere på en aftalt tale uden nogen back-channel assistance. "Vi følte, at det var 'snyd', hvis enhederne lærte noget udefra, eller urealistisk, kilde; de havde brug for at konvergere alle på egen hånd, " sagde Anderson.

For at demonstrere maskintale, Anderson og hans team tilsluttede to bærbare computere til adskilte højttalere og mikrofoner vendt mod hinanden. Forskerne programmerede enhederne med sprog bestående af lyde kendt som fonemer, de mindste enheder af menneskelig tale inklusive konsonanter, vokaler og stavelser. Fonemerne erstattede de digitale bits, computere typisk bruger til at kommunikere.

Anderson indtastede tallene 1 til 5 på den afsendende computer og bad den om at "tale" dem til den modtagende computer. Den modtagende computer udsender ordene "vundet, også, tre, forr, fem" på skærmen. Mens de drillede, de to maskiner justerede og rettede deres tale, indtil den modtagende computer producerede tallene korrekt.

"Til os, sproget, der udsendes fra højttalerne, er forvrænget, som pulserende statisk, alligevel forstår computerne deres tale, efterhånden som den bliver mere raffineret gennem træning, " sagde Anderson. "I sidste ende, teknologien, der er demonstreret her, kan bruges i højhastigheds digital kommunikation mellem enheder."

Andre fysiske medier kan bruges til at demonstrere computertaletransmission, såsom lys gennem fiberoptik eller radiobølger.

Efterhånden som projektet skrider frem, ORNL-teamet planlægger at bruge disse softwareradioer, maskinlæring og dybe neurale netværksteknikker til at erstatte klassiske digitale modemer i computere. Denne tilgang til enhedskommunikation har til formål at forbedre robustheden af ​​netværk forbundet med smart grid-teknologier mod ondsindede angreb.