人工ニューロンが複数の脳領域をシミュレート、「人間のような」ロボットへの画期的な進歩

新たな研究では、複数の脳領域の活動をシミュレートする人工ニューロンが開発され、ロボットが人間のように感じ、反応することが可能になった。

科学者たちは、視覚処理から運動の計画や制御まで、脳のさまざまな領域の活動を模倣できる人工ニューロンを開発した。

これは、人間のように世界を感知し反応できる機械を作ることを目指すニューロモルフィック・コンピューティングの分野における重要な前進だと考えられています。

ネイチャー・コミュニケーションズ誌に掲載された論文の中で、ラフバラ大学（英国）が率い、ソーク研究所と南カリフォルニア大学が参加した国際チームは、「トランスニューロン」と呼ばれる新しい人工ニューロンが、視覚、運動、運動前ニューロンに特徴的な活動パターン間を柔軟に切り替えることができると述べた。

「人間の脳は人間の手の届かない神秘的な装置なのでしょうか、それとも電子的に再現し、さらに強力なものを作ることはできるのでしょうか？」と共著者のセルゲイ・サヴェリエフ教授は問いかける。

同氏によると、研究チームは単一のユニットを調整して、多くの異なるタイプのニューロンの行動を模倣できることを実証し、少数の人工ニューロンだけを使って小型のデバイスで脳のような複雑な機能を実行する電子チップを作成する可能性を開いたという。

これを検証するため、研究者たちはトランスニューロンに電気信号を注入し、出力パルスを測定し、それをマカクザルの脳から記録された実際の神経インパルスと比較しました。選択された脳領域は、視覚処理領域、運動制御領域、そして行動準備領域という3つで、それぞれ非常に特徴的な「パルスパターン」を有していました。

電気的な設定を変更するだけで、単一のトランスニューロンがこれらすべてのインパルスパターンを 70 ～ 100% の精度で再現できます。

トランスニューロンの心臓部には「メモリスタ」と呼ばれるナノサイズの部品があり、電流が流れると状態が変化し、ニューロンが経験から学習するのと同じように、以前の信号を「記憶」するのに役立ちます。

メモリスタ内部では、銀原子が微小な橋を形成・切断することで電気パルスを生成します。この特性により、トランスニューロンはソフトウェアを必要とせずに、異なる脳領域のように動作するように「調整」することができます。

科学者たちは、この技術を「チップ上の皮質」に統合することで、ロボットがリアルタイムで感知・適応するのを支援する人工神経系の基礎を構築できると考えています。このデバイスは、脳研究や人間の神経系とのコミュニケーションへの応用も期待されています。

（TTXVN/ベトナム+）

出典: https://www.vietnamplus.vn/noron-nhan-tao-mo-phong-nhieu-vung-nao-dot-pha-huong-toi-robot-giong-nguoi-post1077800.vnp