Powstał sztuczny system nerwowy, który wyczuwa światło i uczy się podstawowych zadań

Kiedy człowiek konfrontuje się z zewnętrznym bodźcem, jak ciepło czy światło, następuje szybka automatyczna reakcja - wystarczy tylko przypomnieć sobie, jak szybko zabieramy rękę z powierzchni, która jest zdecydowanie za ciepła, np. gorącego garnka. To odruchy bezwarunkowe, których nie musieliśmy się uczyć, ale wyróżniamy też odruchy warunkowe, czyli nabyte reakcje organizmu na bodźce, jak np. łapanie piłki - południowokoreańscy naukowcy postanowili zatem sprawdzić, czy możliwe jest nauczenie ich sztucznego układu nerwowego. Stworzony przez nich model składa się z fotodiody, która zmienia światło w sygnał elektryczny, tranzystora działającego jak mechaniczna synapsa, sztucznego obwodu neuronowego, który pełni rolę mózgu oraz robotycznej ręki. 

Kiedy fotodioda wykrywa światło, wysyła przez tranzystor elektryczny sygnał, który jest przenoszony przez sztuczny układ nerwowy - tam wiadomość jest odczytywana i układ uczy się odpowiedzi na sygnał, wysyłając polecenie do kontrolowanej robotycznej ręki. W tym samym czasie, w którym następuje włączenie światła, naukowcy upuszczają na robotyczną rękę piłkę, licząc na to, że urządzenie nauczy się w jaki sposób szybko ułożyć dłoń, by ją złapać. Proces przypomina ten, w jaki sposób oko transmituje sygnał do mózgu, a następnie ten wysyła odpowiednie komendy, dosłownie w ułamku sekundy. I choć na początkowych etapach eksperymentu system mózgowy był zbyt wolny do przekładania sygnału świetlnego na polecenia, bo nie wiedział jak reagować na bodziec, to z czasem stawał się coraz lepszy.

I tak, na początku potrzebował 2,56 sekundy do przetworzenia wiadomości, ale wraz z kolejnymi próbami szło mu coraz lepiej i ostatecznie osiągnął imponujący wynik 0,23 sekundy. Nie da się więc ukryć, że sztuczny system wiernie naśladuje biologiczne odruchy warunkowe. Co ciekawe, nie jest to wcale pierwsza próba stworzenia sztucznego systemu nerwowego reagującego na zewnętrzne bodźce, bo w 2018 i 2019 roku mogliśmy zapoznać się z innymi, ale pierwsza mająca realne szanse na przełożenie na rzeczywiste zastosowania. Jakie? Głównym celem tego typu badań jest pomoc osobom ze schorzeniami neurologicznymi w odzyskaniu pełnej kontroli nad swoimi organami czy kończynami, która na skutek choroby jest upośledzona. - Działanie urządzenia daje nadzieję, szczególnie w zakresie zastosowań z asystą człowieka albo treningu robotycznych systemów bazujących na ludzkim ruchy - tłumaczą autorzy. 

Źródło: GeekWeek.pl/Science Advances