Konstgjorda neuroner simulerar flera hjärnregioner, ett genombrott mot "människoliknande" robotar

Ny forskning utvecklar artificiella neuroner som simulerar aktiviteten i flera hjärnregioner, vilket gör det möjligt för robotar att känna och reagera som människor.

Forskare har utvecklat en artificiell neuron som kan härma aktiviteten i många olika områden i hjärnan – från visuell bearbetning till planering och kontroll av rörelser.

Detta anses vara ett viktigt steg framåt inom neuromorfisk databehandling, med syftet att skapa maskiner som kan känna av och reagera på världen likt människor.

I en artikel publicerad i Nature Communications sa ett internationellt team lett av Loughborough University (Storbritannien), med deltagande av Salk Institute och University of Southern California, att deras nya artificiella neuron – kallad "transneuron" – flexibelt kan växla mellan de aktivitetsmönster som är karakteristiska för visuella, motoriska och premotoriska neuroner.

”Är den mänskliga hjärnan en mystisk apparat utom vår räckhåll, eller kan vi återskapa den elektroniskt – till och med bygga något kraftfullare?” frågar medförfattaren professor Sergey Saveliev.

Han sa att teamet hade visat att en enda enhet kunde justeras för att efterlikna beteendet hos många olika typer av neuroner, vilket öppnar upp möjligheten att skapa elektroniska chips som utför komplexa hjärnliknande funktioner i kompakta enheter med bara ett fåtal artificiella neuroner.

För att testa detta injicerade forskarna elektriska signaler i transneuronerna och mätte utpulserna, vilka sedan jämfördes med verkliga nervimpulser inspelade från makakapornas hjärnor. Tre hjärnregioner valdes: området för visuell bearbetning, området för motorisk kontroll och området för handlingsförberedelse – var och en med ett mycket distinkt "pulsmönster".

Genom att helt enkelt ändra de elektriska inställningarna kan en enda transneuron reproducera alla dessa impulsmönster med 70–100 % noggrannhet.

I hjärtat av transneuronet finns en "memristor", en nanostor komponent som ändrar tillstånd när en elektrisk ström passerar genom den, vilket hjälper den att "komma ihåg" tidigare signaler – ungefär som hur neuroner lär sig av erfarenhet.

Inuti memristorn skapar och bryter silveratomer mikroskopiska bryggor för att generera elektriska pulser. Tack vare denna egenskap kan transneuroner "trimmas" för att bete sig som olika hjärnregioner utan behov av programvara.

Forskare tror att den här tekniken kan integreras i en "cortex on a chip", vilket skapar grunden för ett artificiellt nervsystem som hjälper robotar att känna av och anpassa sig i realtid. Enheten lovar också tillämpningar inom hjärnforskning och kommunikation med det mänskliga nervsystemet.

(TTXVN/Vietnam+)

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