«Мозг» червя загрузили в робот LEGO (видео)

Может ли смоделированный цифровым образом мозг ^[1] на компьютере выполнять задачи так же, как реальный? Простые команды — да, может. Исследователи проекта OpenWorm недавно подключили имитацию мозга ^[1] червя к колесному роботу. Не будучи запрограммированным на это, робот перемещался вперед и назад и обходил объекты, основываясь только на внешних раздражителях и цифровых нейронах.

Хотя такие роботы уже создавались с помощью обычного программного обеспечения, ученые показали, что цифровой смоделированный мозг ^[1] может вести себя подобно биологическому аналогу, и продемонстрировали важное значение этой работы для проектов с участием большого мозга ^[1].

Инициатива BRAIN в США и Human Brain Project в Европе направлены на картографирование человеческого мозга ^[1] и в один прекрасный день, возможно, смогут смоделировать мозг ^[1] в цифровом виде. Такое моделирование может обеспечить ученых пониманием того, как протекают болезни, или осуществить прорыв в области компьютерных наук.

Но когда дело доходит до имитации мозга ^[1] — лучше начать с простых вещей. Проект OpenWorm начал с непритязательной аскариды C. elegans.

C. elegans — в высшей степени скромное существо, и поэтому ученые выбирают его для экспериментов. Первая карта синаптических связей мозга ^[1] C. elegans была опубликована в 1986 году, а в 2006 году улучшена.

Мозг ^[1] червя содержит 302 нейрона и 7000 синапсов. Для сравнения: мозг ^[1] человека содержит 86 миллиардов нейронов и 100 триллионов синапсов. Сможем ли мы когда-нибудь отобразить полную карту человеческого мозга ^[1] — горячо обсуждаемая тема. Но поскольку мы уже отобразили синаптические связи C. elegans, ученые проекта OpenWorm решили, что смогут снабдить мозг ^[1] червя несколькими внешними датчиками и дать ему роботизированное тело для выполнения инструкций, которые выдает мозг ^[1].

Как вы можете видеть на видео, робот движется как какой-нибудь Roomba, за одним важным исключением — навык Roomba избегать препятствия запрограммирован программистами. Движения же робота OpenWorm — нет.

Клетки мозга ^[1] синаптических связей червя помечаются сенсорными нейронами, двигательными нейронами и интернейронами (соединяющими два нейрона). Команда OpenWorm стимулирует эти нейроны и их связи посредством программного обеспечения. Цифровые нейроны суммируют входящий сигнал и активируются, когда те превышают определенный порог (почти как в реальной жизни, хотя и не совсем).

Сенсорные нейроны связаны с сенсорами робота — эхолотом, к примеру, который располагается в носу червя. Нейроны моторики движут левые и правые части робота, как если бы они были левыми и правыми группами мышц.

Впечатляет? Робот ведет себя подобно настоящему червю при воздействии похожих сенсорных стимулов. Конечно, эта имитация не идеальна, а сам робот не обладает всеми сенсорными вводами, которые могут быть у червя, но робот OpenWorm демонстрирует, что стимулирование цифрового мозга ^[1] похоже на работу настоящего — хотя мы можем и не знать деталей его работы. Грубо говоря, поведение мозга ^[1] вырабатывается спонтанно.

В этом примере мы говорим о простейшем поведении. Но что, если масштабировать результаты? Допустим, вы точно картографируете человеческий мозг ^[1] и заставите его реагировать на виртуальную или физическую среду — будет ли такой мозг ^[1] демонстрировать качества, которые мы ассоциируем с работой независимого человеческого мозга ^[1]? Будет ли проявлять творчество и сознание? Есть только один способ узнать это.

Источник ^[2]