Японские ученые создали роботов, которыми с помощью электрических импульсов управляла искусственно выращенная культура нейронов. Технология, основанная на принципе резервуарных вычислений, позволила роботам находить выход из лабиринта. Статья опубликована в журнале Applied Physics Letters.
Классические компьютерные нейросети состоят из нескольких слоев нейронов, соединенных между собой определенным образом. В основе резервуарных вычислений лежит динамическая система — «резервуар», состоящий из нелинейных, случайно соединенных нейронов. Такой подход позволяет сократить время обучения и повысить вычислительную мощность. Физические резервуарные вычислители могут помочь разработать роботов с мышлением, приближенным к человеческому.
Ученые из Токийского университета научили робота перемещаться в лабиринте, стимулируя культуру подключенных к нему нервных клеток. Искусственно выращенные нейроны действовали как физический резервуар, генерируя сигналы для управления роботом. Сигналы несли гомеостатический характер — имели определенный уровень, выступающий в качестве базовой линии. Когда робот двигался в неправильном направлении, электрический импульс отклонялся от базовой линии. После этого робот менял направление до тех пор, пока не проходил лабиринт.
«Мы выдвинули гипотезу, что интеллект в живой системе возникает на основе механизма, извлекающего согласованный результат из хаотического состояния, — говорит соавтор исследования Хирокадзу Такахаси. — Мозг ученика начальной школы не способен решить математическую задачу колледжа, возможно, из-за того, что его “физический резервуарный компьютер” недостаточно развит. Способность решать задачи определяется тем, насколько богатый репертуар пространственно-временных паттернов может генерировать сеть».
Результаты работы показывают, что целенаправленное поведение робота может быть задано без какого-либо предварительного обучения. Таким образом, способности роботов к решению задач могут быть спроектированы с использованием физических резервуарных компьютеров. Авторы считают, что развитие физических резервуарных вычислителей поспособствует лучшему пониманию механизмов работы мозга, а также позволит создать нейроморфные компьютеры.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
