211service.com
Een robot vindt zijn weg met behulp van kunstmatige GPS-hersencellen
Het gedrag en het samenspel van twee soorten neuronen in de hersenen helpt mensen en andere dieren een griezelig vermogen te geven om te navigeren door een mentale kaart van hun omgeving te bouwen. Nu heeft één robot een soortgelijk cluster van virtuele cellen gekregen om hem te helpen zijn eigen weg te vinden.
Onderzoekers in Singapore simuleerden twee soorten cellen waarvan bekend is dat ze worden gebruikt voor navigatie in de hersenen - de zogenaamde plaats- en rastercellen - en toonden aan dat ze een robot met kleine wielen in staat konden stellen zijn weg te vinden. In plaats van de cellen fysiek te simuleren, creëerden ze een eenvoudig tweedimensionaal model van de cellen in software. Het werk werd geleid door Haizhou Li , een professor bij het Agentschap voor Wetenschap, Technologie en Onderzoek ( EEN STER ).
Kunstmatige rastercellen zouden een adaptief en robuust kaart- en navigatiesysteem kunnen bieden, schreef Li in een e-mail in co-auteur met Huajin Tang en Yuan Miaolong , twee onderzoekswetenschappers bij A*STAR die co-auteur waren van een paper over het werk. Mensen en dieren hebben een instinctief vermogen om vrij en doelbewust te navigeren in een omgeving die vrij moeiteloos gaat.
Het werk is belangrijk omdat het laat zien dat machines meer complexe activiteit in de hersenen kunnen nabootsen. Robotici gebruiken steeds vaker kunstmatige neurale netwerken om robots te trainen om taken uit te voeren zoals objectherkenning en grijpen, maar deze netwerken weerspiegelen niet getrouw de complexiteit en subtiliteit van een echt biologisch brein.
Neurale netwerken zijn eigenlijk heel losjes geïnspireerd door de hersenen, zegt Oren Etzioni , CEO van het Allen Institute for Artificial Intelligence in Seattle. Het zijn gedistribueerde computerelementen, maar ze zijn heel eenvoudig in vergelijking met neuronen; de verbindingen zijn uiterst eenvoudig in vergelijking met een synaps. Hij zegt dat deze nieuwe ontwikkeling, die geïnspireerd is op de hersenen, goed werk lijkt.
Plaatscellen werden voor het eerst geïdentificeerd in de jaren zeventig door John O'Keefe, die ontdekte dat ze vuren wanneer een muis dezelfde plek in een gebied passeert. Rastercellen, in 2005 door May-Britt en Edvard Moser in een ander deel van de hersenen gelokaliseerd, worden geactiveerd wanneer een dier op een willekeurige locatie op een driehoekig raster van punten aankomt, waardoor een gedetailleerder gevoel van positie in de ruimte ontstaat.
Samen met andere soorten cellen en door sensorische informatie te verwerken, wordt aangenomen dat raster- en plaatscellen dieren een aangeboren gevoel van de wereld om hen heen en hun locatie daarin bieden. De ontdekking van deze cellen leverde de drie betrokken wetenschappers in 2014 de Nobelprijs voor de geneeskunde op (zie de locatiecode van Nobel voor Brain).
De Singaporese onderzoekers testten de aanpak op een robot die werd losgelaten in een kantoorruimte van 35 vierkante meter. Ze lieten de robot door de kantoorruimte dwalen en verifieerden dat de kunstmatige plaats en rastercellen op een vergelijkbare manier functioneerden als hun biologische tegenhangers.
Het navigatiesysteem is nog niet zo goed als een conventioneel systeem, en de onderzoekers zeggen dat ze een beter begrip moeten ontwikkelen van de manier waarop biologische cellen functioneren om het te verbeteren. Ze suggereren echter dat het voordelen kan bieden ten opzichte van conventionele systemen, die bijvoorbeeld in de war kunnen raken door veranderingen in een omgeving.
Naast een efficiëntere en betrouwbaardere manier voor machines om zich te verplaatsen, hoopt Li dat het werk neurowetenschappers kan helpen de werking van het navigatiesysteem van de hersenen te begrijpen. Dit zal een oplossing bieden om neurale activiteiten te voorspellen met behulp van mobiele robots voordat experimenten op ratten worden uitgevoerd, schrijven de onderzoekers.
Onderzoekers op het gebied van kunstmatige intelligentie zoeken in toenemende mate naar onderzoek naar de hersenen om manieren te vinden om moderne benaderingen van machine learning te verfijnen. Etzioni van het Allen Institute merkt echter op dat de complexiteit van het orgel het toepassen van neurologisch onderzoek moeilijk maakt. Daarom is dit werk spannend, zegt hij.