AI tyrimas neurobiologijoje su virtualiomis žiurkėmis

Virtualiųjų neuromokslų pažanga

Harvardo universiteto mokslininkai, bendradarbiaudami su "Google" dirbtinio intelekto laboratorija "DeepMind", sukūrė novatorišką virtualios žiurkės modelį su dirbtinėmis smegenimis. Šis modelis sukurtas taip, kad atkartoja tikrų žiurkių stebimą nervinį aktyvumą ir judesius, todėl leidžia geriau suprasti, kaip smegenys valdo kūno judesius. Šis bendradarbiavimas žymi svarbų žingsnį į priekį neuromokslų srityje, nes siūlo naują būdą tirti sudėtingas smegenų funkcijas nenaudojant gyvų gyvūnų.

Robotikos ir modeliavimo iššūkiai

Nepaisant technologijų pažangos, sklandžių ir prisitaikančių gyvūnų judesių atkartojimas robotuose tebėra didžiulis iššūkis. Harvardo universiteto absolventas Diego Aldarondo pabrėžė sunkumus, su kuriais susiduriama tiek dėl techninės, tiek dėl programinės įrangos robotų srityje. Gyvūnų kūnų lankstumą, tvirtumą ir energijos vartojimo efektyvumą sunku imituoti robotuose. Be to, programinės įrangos iššūkiai apima veiksmingų fizikos modeliavimų ir mašininio mokymosi vamzdynų, kurie tiksliai apmokytų valdiklius imituoti žmogaus ir gyvūno judesius, kūrimą.

Virtualaus žiurkės modelio kūrimas

Kurdama virtualų žiurkių modelį, komanda naudojo MuJoCo - sudėtingą fizikos simuliatorių, tiksliai atkartojantį gravitaciją ir kitas fizikines jėgas. Jie įdiegė naują mokymo liniją, pavadintą "Motorinis imitavimas ir valdymas" (MIMIC), kuri naudoja dirbtinių neuronų tinklus, kad išmokytų modelį imituoti žiurkių elgesį remiantis išsamiais stebėjimo duomenimis. Šis metodas ne tik padidina modelio tikslumą imituojant realaus pasaulio judesius, bet ir padeda suprasti šiuos judesius lemiančius nervinius mechanizmus.

Poveikis motorikos neurobiologijai

Virtualus žiurkių modelis turi didelę reikšmę motorinės neurobiologijos sričiai. Naudodami atvirkštinius dinaminius modelius, kurie numato būtiną raumenų aktyvaciją konkrečioms pozoms pasiekti, tyrėjai gali įžvelgti, kaip smegenys apdoroja ir reaguoja į įvairias fizines sąveikas. Šis modelis yra vertingas įrankis tiriant, kaip funkcionuoja ir prisitaiko nervų grandinės, todėl jį galima pritaikyti tiriant ligų poveikį nervų funkcijoms.

Išvada

Harvardo ir "Google" kompanijos "DeepMind" bendradarbiavimas yra novatoriškas bandymas naudoti dirbtinį intelektą siekiant sumažinti atotrūkį tarp kompiuterinių modelių ir realių biologinių procesų. Virtualus žiurkių modelis liudija, kad dirbtinis intelektas gali padėti geriau suprasti smegenų funkcijas ir atverti kelią tolesniems tyrimams, kurie gali padėti pasiekti proveržį gydant neurologinius sutrikimus ir tobulinant robotų technologijas.