27.11.2021
Наш канал в Telegram: https://t.me/berzaru

Создан робот, который управляется нервными клетками

Робот, управляемый нервными клетками

Японские учёные создали робота, которым с помощью электрических импульсов управляла искусственно выращенная культура нейронов. Технология, основанная на принципе резервуарных вычислений, позволила роботу находить выход из лабиринта. Статья опубликована в журнале Applied Physics Letters.

Классические компьютерные нейросети состоят из нескольких слоев нейронов, соединенных между собой определённым образом. В основе резервуарных вычислений лежит динамическая система — «резервуар», состоящий из нелинейных, случайно соединённых нейронов. Такой подход позволяет сократить время обучения и повысить вычислительную мощность. Физические резервуарные вычислители могут помочь разработать роботов с мышлением, приближенным к человеческому.

Учёные из Токийского университета научили робота перемещаться в лабиринте, стимулируя культуру подключенных к нему нервных клеток. Искусственно выращенные нейроны действовали как физический резервуар, генерируя сигналы для управления роботом. Сигналы несли гомеостатический характер — имели определённый уровень, выступающий в качестве базовой линии. Когда робот двигался в неправильном направлении, электрический импульс отклонялся от базовой линии. После этого робот менял направление до тех пор, пока не проходил лабиринт.

«Мы выдвинули гипотезу, что интеллект в живой системе возникает на основе механизма, извлекающего согласованный результат из хаотического состояния, — говорит соавтор исследования Хирокадзу Такахаси. — Мозг ученика начальной школы не способен решить математическую задачу колледжа, возможно, из-за того, что его «физический резервуарный компьютер» недостаточно развит. Способность решать задачи определяется тем, насколько богатый репертуар пространственно-временных паттернов может генерировать сеть».

Результаты работы показывают, что целенаправленное поведение робота может быть задано без какого-либо предварительного обучения. Таким образом, способности роботов к решению задач могут быть спроектированы с использованием физических резервуарных компьютеров. Авторы считают, что развитие физических резервуарных вычислителей поспособствует лучшему пониманию механизмов работы мозга, а также позволит создать нейроморфные компьютеры.