Учёные создали искусственный нейрон, имитирующий активность различных областей . Это – шаг к созданию роботов, чувствующих и реагирующих на мир подобно человеку. Разработка переключается между функциями, связанными со зрением, планированием и движением, а также обрабатывает информацию посредством электрических импульсов, приближая «железо» к биологическим вычислениям.
В отличие от традиционных искусственных нейронов, выполняющих одну узкую задачу, новый транcнейрон переключается между ролями, регулируя свои электрические параметры. Разработка демонстрирует способность одного искусственного нейрона имитировать зрительное, моторное и премоторное поведение, что может способствовать созданию чипов, выполняющих сложные задачи с минимальным количеством оборудования. «В конечном счёте, это открывает путь к созданию более человекоподобных роботов», – отмечает соавтор разработки профессор Сергей Савельев из Университета Лафборо.
В ходе испытаний транcнейрон подвергали воздействию электрических сигналов и сравнивали его импульсы с записями нейронов макаки. Устройство воспроизвело импульсные паттерны из трёх областей с точностью до 100%. Эти паттерны варьировались от устойчивой активности до хаотичных всплесков. Профессор Александр Баланов из Университета Лафборо поясняет, что небольшие электрические изменения позволяют устройству действовать как разные нейроны. «Мы также знаем, что искусственные нейроны хорошо реагируют на изменения в окружающей среде, такие как давление и температура», – говорит он, отмечая, что это может привести к созданию искусственных сенсорных систем, а также более быстрых и энергоэффективных компьютеров.
Исследователи также показали, что транcнейрон не просто имитирует активность, а именно обрабатывает информацию. При изменении входного сигнала устройство меняло частоту своей активности, подобно биологическим нейронам. При одновременной подаче двух сигналов реакция зависела от их временного соотношения. Обычно такая способность требует использования нескольких искусственных нейронов. Гибкость устройства обеспечивается мемристором – компонентом нанометрового масштаба, который физически изменяется при протекании через него электрического тока. Атомы серебра внутри образуют и разрушают крошечные мостики, генерируя электрические импульсы. Изменения температуры, напряжения и сопротивления влияют на поведение импульсов, позволяя нейронным ролям переключаться без использования программного обеспечения.
Доктор Сергей Гепштейн из Института Солка отмечает, что обычные компьютеры обрабатывают информацию поэтапно, в отличие от . «Наш транcнейрон приближает нас к созданию "железа", которое не просто имитирует мозгоподобную активность в программном обеспечении, но и фактически работает как мозг». Следующим шагом станет создание сетей транcнейронов в виде «коры на чипе». Учёные полагают, что такие сети могут помочь роботам чувствовать и адаптироваться в реальном времени. Такие системы смогут поддерживать эффективное обучение в течение всей «жизни» и сократить потребление энергии. Доктор Павел Борисов из Университета Лафборо добавляет, что в будущем устройства могут взаимодействовать с нервной системой человека или помочь учёным в изучении сознания.
