211service.com
En robot finder vej ved hjælp af kunstige GPS-hjerneceller
Adfærden og samspillet mellem to typer neuroner i hjernen er med til at give mennesker og andre dyr en uhyggelig evne til at navigere ved at bygge et mentalt kort over deres omgivelser. Nu har en robot fået en lignende klynge af virtuelle celler for at hjælpe den med at finde sin egen vej rundt.
Forskere i Singapore simulerede to typer celler, der vides at blive brugt til navigation i hjernen - såkaldte sted- og gitterceller - og viste, at de kunne gøre det muligt for en robot med små hjul at finde rundt. I stedet for at simulere cellerne fysisk, skabte de en simpel todimensionel model af cellerne i software. Arbejdet blev ledet af Haizhou Li , professor ved Agenturet for Videnskab, Teknologi og Forskning ( EN STJERNE ).
Kunstige gitterceller kunne give et adaptivt og robust kortlægnings- og navigationssystem, skrev Li i en e-mail, der er skrevet sammen med Huajin Tang og Yuan Miaolong , to forskere ved A*STAR, der var medforfatter til et papir om arbejdet. Mennesker og dyr har en instinktiv evne til at navigere frit og bevidst i et miljø ret ubesværet.
Arbejdet er vigtigt, fordi det viser potentialet for at få maskiner til at efterligne mere kompleks aktivitet i hjernen. Robotikere bruger i stigende grad kunstige neurale netværk til at træne robotter til at udføre opgaver som genkendelse af objekter og greb, men disse netværk afspejler ikke trofast kompleksiteten og subtiliteten af en ægte biologisk hjerne.
Neurale netværk er faktisk meget løst inspireret af hjernen, siger Oren Etzioni , administrerende direktør for Allen Institute for Artificial Intelligence i Seattle. De er distribuerede computerelementer, men de er meget enkle sammenlignet med neuroner; forbindelserne er ekstremt enkle sammenlignet med en synapse. Han siger, at denne nye udvikling, der tager inspiration fra hjernen, virker som godt arbejde.
Stedsceller blev først identificeret i 1970'erne af John O'Keefe, som fandt ud af, at de skyder, hver gang en mus passerede det samme sted i et område. Gitterceller, udpeget i en anden del af hjernen af May-Britt og Edvard Moser i 2005, aktiveres, når et dyr ankommer til et hvilket som helst sted på et trekantet gitter af punkter, og giver derved en mere detaljeret følelse af position i rummet.
Sammen med andre typer celler og ved at behandle sensorisk information menes gitter- og stedceller at give dyr med en medfødt følelse af verden omkring dem og deres placering i den. Opdagelsen af disse celler gav de tre involverede videnskabsmænd Nobelprisen i medicin i 2014 (se Nobel for Brain's Location Code).
De singaporeanske forskere testede tilgangen på en robot, der blev sluppet løs i et 35 kvadratmeter stort kontorlokale. De fik robotten til at strejfe rundt i kontorlokalet og verificerede, at dens kunstige sted og gitterceller fungerede på en sammenlignelig måde med deres biologiske modstykker.
Navigationssystemet er endnu ikke så godt som et konventionelt, og forskerne siger, at de er nødt til at udvikle en bedre forståelse af den måde, biologiske celler fungerer på for at forbedre det. De antyder dog, at det kan give fordele i forhold til konventionelle systemer, som for eksempel kan forvirres af ændringer i et miljø.
Ud over at give maskiner en mere effektiv og pålidelig måde at komme rundt på, håber Li, at arbejdet kan hjælpe neurovidenskabsmænd med at forstå, hvordan hjernens navigationssystem fungerer. Dette vil give en løsning til at forudsige neurale aktiviteter ved hjælp af mobile robotter, før de udfører eksperimenter på rotter, skriver forskerne.
Forskere i kunstig intelligens søger i stigende grad at forske i hjernen for at finde måder at forfine moderne tilgange til maskinlæring. Etzioni fra Allen Institute bemærker dog, at organets kompleksitet gør det vanskeligt at anvende neurologisk forskning. Derfor er det her arbejde spændende, siger han.