Искусственный "мозг" способен управлять истребителем
Томас Демарс (Thomas DeMarse), профессор биоинженерии из Флоридского университета, и его коллеги вырастили в своей лаборатории искусственный мозг из клеток нервных тканей мозга грызуна.
Это было сделано с целью подробного изучения процессов формирования нейронных сетей и произведения этими сетями различных видов вычислений.
Но самым интересным оказалось то, как ученые проводили свои исследования, при помощи сетки электродов, внедренных в нервные ткани искусственного мозга, ученые обучили этот мозг управлять реактивным истребителем F-22 в специализированной программе-симуляторе.
"Мозг", выращенный группой профессора Демарса, состоит из 25 тысяч нейронов, находящихся в специальной чашке Петри. Слой нервных клеток, корковых нейронов, покрывает сетку из 60 электродов, связанных с персональным компьютером. При помощи этих электродов осуществляется двухсторонний обмен информацией и реализуются обратные связи между искусственным мозгом и программой-симулятором, выполняющейся на компьютеры. Сигналы, передаваемые от компьютера к мозгу, содержат информацию о скорости, положении, направлении полета виртуального самолета, а сигналы, передаваемые от мозга к компьютеру, преобразуются в команды управления самолетом, понятные программе-симулятору.
Во время проведения своих исследований, которые были начаты еще в 2004 году, группа профессора Демарса получила уникальную возможность непосредственного прослеживания процессов нервной деятельности и процессов формирования новых нейронных сетей, которые являются ответом мозга на процесс обучения. Все это без особого труда можно увидеть в примитивном искусственном мозге, находящемся в стеклянном лабораторном сосуде, но эти процессы практически невозможно изучать на мозге реального животного из-за его сложности и других проблем технического и биологического плана.
Эти ученые разработали новый способ для визуализации нейронов и процессов их деятельности, что позволяет отследить формирование нейронных сетей, что и происходило в экспериментах профессора Демарса.
Несмотря на то, что современные компьютеры могут выполнять последовательные вычисления со столь высокой скоростью и точностью, которые недостижимы для биологических вычислительных систем, к которым можно отнести и мозг живого существа, эти биологические системы могут выполнять быстро и эффективно некоторые задачи, такие, как распознавание образов, самообучение и т.п., которые не по зубам традиционным компьютерам. Исследования группы профессора Демарса направлены на совмещение всех самых положительных черт традиционных и биологических вычислительных систем.
"Если мы сможем досконально изучить алгоритмы, по которым биологические вычислительные системы выполняют сложнейшие задачи с высочайшей скоростью и эффективностью, мы сможем использовать эти знания при создании новых гибридных вычислительных систем, которым будут по плечу решение как и традиционных вычислительных задач, так и сложнейших задач, связанных с использованием интеллектуальной составляющей любой биологической системы" - рассказывает профессор Демарс, - "Вполне вероятно, что благодаря нашим исследованиям, действиями беспилотных аппаратов следующих поколений, выполняющих поставленные задачи в чрезвычайно опасных для живого человека условиях, будут управлять "полуживые" компьютеры, созданные на базе нейронных сетей из искусственно выращенных нервных тканей".