211service.com
Robots ar žurkas smadzenēm
Stīva Potera pavisam jaunais robots, iespējams, nekad neiekļūs otrajā kārtā Kaujas roboti . Kafijas krūzes lielumā cilindriskais robots slīd pa apaļu metru lielu sētu pa šķietami haotisku ceļu. Taču šis robots ir domātājs, nevis cīnītājs, un tas domā, izmantojot neironu tīklu, kas iegūts no žurku embrijiem, kas atrodas dažu pēdu attālumā uz elektrodu aktivizētas silīcija mikroshēmas.
Ierīce, ko Poters sauc par hibrotu, būtībā ir žurku kontrolēts robots un ir pirmais gadījums, kad kultivēti neironi ir izmantoti, lai kontrolētu robotu mehānismu. Un, lai gan hibrota kustības var šķist ne tik graciozas, iegūtās zināšanas var novest pie datoru mikroshēmām, kas veidotas pēc bioloģiskām sistēmām, un, iespējams, pat datoriem, kuros ir iekļauti bioloģiskie komponenti. Šādi datori kādu dienu varētu mācīties, laboties paši un veikt noteiktus uzdevumus, piemēram, diktēt, kuros binārās sistēmas ir nožēlojamas. Es visu savu karjeru veltu tam, ka šajos neironu tīklos ir daudz jaunu īpašību, par kurām mēs neko nezinām, saka Poters, kurš ir Džordžijas Tehnoloģiju institūta biomedicīnas inženierijas profesors.
Savā eksperimentā Poters ievieto šķīduma pilienu, kurā ir tūkstošiem žurku neironu šūnu, uz silīcija mikroshēmas, kas ir iestrādāta ar 60 elektrodiem, kas savienoti ar pastiprinātāju. Elektriskos signālus, ko šūnas šauj viena pret otru, uztver elektrodi, kas pēc tam nosūta pastiprināto signālu uz datoru. Dators savukārt bezvadu režīmā pārraida datus robotam.
Pēc tam robots šo neironu aktivitāti izpauž ar fizisku kustību, katra tā kustība ir tiešs neironu sarunu ar neironiem rezultāts. Un robots arī nosūta informāciju atpakaļ uz šūnām. Aprīkots ar gaismas sensoriem, robots saņem informāciju par savu atrašanās vietu manēžā no infrasarkanajiem signāliem, kas klāj robežas.
Šie tuvuma dati tiek nosūtīti atpakaļ caur datoru un šūnās kā elektriskie impulsi. No vienas puses, mēs reģistrējam šūnu aktivitāti un izmantojam tos, lai vadītu robota motorus, un, no otras puses, mēs ņemam sensoro ievadi no robota un pārvēršam to par stimuliem šūnām traukā, saka Poters. Visa šī atgriezeniskā saite aizņem mazāk nekā sekundes desmitdaļu. Būtībā mēs esam ieņēmuši šīs šūnas traukā un atdevuši tām ķermeni.
Poters ieraksta neironu signālu modeļus ilgā laika periodā ar ātrgaitas kameru. Viņš meklē pierādījumus tam, ka šūnas mācās no atsauksmēm, un viņš ir novērojis, ka daži stimuli patiešām izraisa izmaiņas smadzeņu šūnās, kas ilgst vairākas dienas. Viņš saka, ka smadzenes noteikti attīstās.
Saskaņā ar Cīrihes universitātes (Šveice) datorzinātņu profesora Rolfa Pfeifera teikto, šis darbs var ietekmēt pašatjaunojošo datorsistēmu izveidi. Pfeifers saka, ka neironu substrātam ir šī pašlabošanās spēja un milzīga plastiskums, kas joprojām trūkst standarta tehnoloģiju sistēmās. Tāpēc es varu iedomāties, ka, ja jums ir datora lietojumprogrammas, kurās dažiem aspektiem patiešām nepieciešama adaptīva uzvedība, jūs varētu apvienot bioloģiskos substrātus ar standarta tehnoloģiju.
Pašlaik Džordžijas Tehnikas elektroinženieru profesors Stīvens DeVērts izmanto Potera atklājumus, lai izveidotu faktiskas ķēdes silīcijā, lai gan šis darbs joprojām ir provizorisks. Poters var redzēt, ka šajā pētījumā iegūtās zināšanas noved pie izrāvieniem bezpulksteņa vai asinhronās mikroshēmās, kas nedarbojas saskaņā ar iekšējā pulksteņa metronomisko ritmu.
Pagaidām Poters joprojām pēta simbiotiskās attiecības starp viņa kultivētajām šūnām un hibrotu. Var nepaiet ilgs laiks, kad šie dzīvie tīkli sāks radīt idejas, kuras datoru dizaineri nevarēs ignorēt.