211service.com
Mægtig mus
MED MUSEUM
I en kornet film optaget på Bell Laboratories i 1952, står matematikeren og Bell Labs-forskeren Claude Shannon, SM ’40, PhD ’40, ved siden af en maskine af sin egen konstruktion. Først bygget i 1950, var det et af verdens første eksempler på maskinlæring: en robot-labyrint-løsende mus kendt som Theseus. Theseus fra oldgræsk mytologi navigerede i en minotaurs labyrint og undslap ved at følge en tråd, han havde brugt til at markere sin vej. Men Shannons elektromekaniske legetøj var i stand til at huske sin vej ved hjælp af telefonrelækontakter.
Da filmen begynder, udforsker Shannons mus på hjul metodisk sine omgivelser - en 25 kvadratisk labyrint. Shannon fortæller seerne, at labyrintens metalvægge frit kan omarrangeres, så Theseus skal bruge en lille computer til at lære layoutet på ny hver gang. Men musen, en lillebitte træanordning, der indeholder en stangmagnet og prydet med wire whiskers, er alt for lille til at indeholde en computermaskine, siger han. I stedet er maskineriet skjult under labyrintens gulv, en række telefonrelækredsløb, som han har omsat til at gøre noget, som de aldrig havde gjort før: lære.
Under labyrintens metalgulv kan en elektromagnet monteret på en motordrevet vogn bevæge sig nord, syd, øst og vest; som den bevæger sig, gør Theseus det også. Hver gang dens kobberhår rører en af metalvæggene og fuldender det elektriske kredsløb, sker der to ting. Først skifter kontakten til det tilsvarende relækredsløb fra on til off, og registrerer den plads som en væg på den side. Så roterer Theseus 90° med uret og bevæger sig fremad. På denne måde bevæger den sig systematisk gennem labyrinten, indtil den når målet, og registrerer udgangene og væggene for hver firkant, den passerer igennem.
Disse fotos, der blev offentliggjort i magasinet Life i 1952, viser vejen Theseus tog, mens han lærte et labyrintmønster og den direkte vej taget på sin anden tur gennem den samme labyrint.
Mens Theseus arbejder gennem labyrinten, klipper filmen til andre optagelser, mens Shannon taler om AT&T's telefonnetværk. Et minut eller så senere vender seeren tilbage til labyrinten, hvor Shannon, med musen i hånden, fortæller os, at den er færdig med at lære. Shannon placerer den tilbage i labyrinten, og - når den først er frigivet - bliver Theseus og dens indlejrede magnet styret af den elektromagnetiske vogn langs den vej, der er angivet af relækontakterne, der er tilbage i tændt position. På bare 18 sekunder svæver den fejlfrit til målet, et stykke messing ost, der udløser en brummer, når den berøres af kobberhårene.
Før han arbejdede på Bell Labs, havde Shannon allerede markeret sig som studerende ved MIT, hvor han beviste, at boolsk logik kunne anvendes på elektroniske kredsløb, et koncept, der ville lægge grunden til digital computing. Den eminente kognitive videnskabsmand Howard Gardner ville senere kalde sin kandidatafhandling fra 1940, A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits, muligvis århundredets vigtigste og også mest berømte masterafhandling.
I 1948 havde Shannon introduceret begrebet informationsteori i A Mathematical Theory of Communication, et papir, der giver matematisk bevis for, at al kommunikation kan udtrykkes digitalt. Tanken om, at information kunne reduceres til 1s og 0s var revolutionerende i 1940'erne, hvor store dele af telefonsystemet stadig var afhængige af, at operatører brugte manuelle omstillingstavler til at lave analoge, kablede forbindelser mellem telefoner. Det var faktisk så revolutionerende, at der var mange mennesker, der ikke var enige med Shannon, siger Mazin Gilbert, vicepræsident for avanceret teknologi og systemer hos AT&T Labs. De så ikke det dybe gennembrud, han havde. I årtier var mange i tvivl om, at kommunikation udelukkende kunne være digital, og det tog år, før folk begyndte at teste og forstå Shannons vision. Selv i 90'erne havde forskere svært ved at forstå, hvad Shannon talte om, siger Gilbert. Han var flere generationer forud for sin tid.
Theseus var også forud for sin tid, og det inspirerede hele AI-området, siger Gilbert. Musen, som var med i Populær Videnskab , Tid , og Liv magasiner samme år som AT&T-filmen blev lavet, lært udelukkende gennem forsøg og fejl. Dette tilfældige forsøg og fejl er grundlaget for kunstig intelligens, siger Gilbert.
Efter mange beretninger var Shannon utilpas med sin voksende berømmelse; han var tilbagetrukket i sin tid som professor ved MIT, mentor kun syv kandidatstuderende i løbet af hans 22-årige embedsperiode. Hvad angår Theseus, blev flere versioner af labyrinten bygget på Bell Labs til demonstrationsformål, inklusive den spejlmonterede maskine i videoen fra 1952. Mens den originale labyrint ikke længere fungerer, forbliver den en del af MIT Museums samling.
Shannon lavede den originale Theseus-labyrint derhjemme med hjælp fra sin kone, Betty, selv matematiker ved Bell Labs. Havde AT&T et maskinværksted, der kunne have bygget det til ham? Ja. Men han byggede det derhjemme, fordi han ville, siger AT&T-historiker Sheldon Hochheiser. Han kunne lide at pille, kunne lide at bygge ting … [det var] en del af hans geni. Men selvom han måske primært har bygget det for sjov, gav Shannons labyrint af selvlærende, selvbevægelige kontakter Bell Labs-forskere en bedre forståelse af det labyrintiske netværk af AT&T's telefonomstillingssystem. I en skriftlig beskrivelse af projektet bemærkede Shannon, at hans maskine var i stand til at løse [ved forsøg og fejl], huske løsningen og også til at glemme den, hvis situationen ændrer sig, og løsningen ikke længere er anvendelig. Indsigt opnået fra Theseus-projektet gjorde det muligt for AT&T at forbedre den mekaniske hukommelse og routing af sit telefonnetværk.
Disse relækontakter under labyrintens gulv tjener som hjernen for Theseus, den labyrintløsende mus. MIT Museum
Men ikke alle Shannons genstande havde praktiske anvendelser. Jeg har altid forfulgt mine interesser uden meget hensyn til den endelige værdi eller værdi for verden, sagde han i et interview fra 1992. Jeg har brugt meget tid på totalt ubrugelige ting. Han gik derhen, hvor hans inspiration tog ham, hvilket ofte var til legetøj og spil, inklusive skakmaskiner, en Rubik's Cube-løser, gasdrevne pogo-pinde og en maskine, der, når den er tændt, får en mekanisk hånd til at springe ud af en kasse og slukke sig selv.
Shannons skæve humor dukker op i slutningen af Theseus-filmen. Han kigger direkte ind i kameraet og bemærker, at den metode, musen bruger, er matematisk garanteret at løse enhver mulig labyrint. Og så, legende, fanger han musen i en enkelt firkant.