كيف يسمح لنا الدماغ بإدراك العالم والتنقل فيه هو أحد أكثر جوانب الإدراك روعة. عند توجيه أنفسنا ، نجمع باستمرار المعلومات من جميع الحواس الست بطريقة تبدو بلا مجهود - وهي ميزة تكافح حتى أنظمة الذكاء الاصطناعي الأكثر تقدمًا لتكرارها.
في البنية التحتية البحثية الجديدة لـ EBRAINS، يعمل الآن علماء الأعصاب الإدراكي ومصممو النماذج الحسابية وعلماء الروبوتات معًا لتسليط ضوء جديد على الآليات العصبية الكامنة وراء ذلك، من خلال إنشاء الروبوتات والتي تحاكي أعمالها الداخلية الدماغ.
نعتقد أنه يمكن تحسين الروبوتات من خلال استخدام المعرفة حول الدماغ. ولكن في نفس الوقت ، يمكن أن يساعدنا هذا أيضًا على فهم الدماغ بشكل أفضل ، "كما يقول سيرييل بينارتز ، أستاذ الإدراك وعلوم النظم العصبية في جامعة أمستردام.
في مشروع الدماغ البشري ، تعاون بينارتز مع مصممي النماذج الحاسوبية شيرين دورا وساندر بوهتي وخورخي إف ميجياس لإنشاء بنى معقدة للشبكات العصبية للإدراك استنادًا إلى بيانات الحياة الواقعية من الفئران. يتكون نموذجهم ، المسمى "MultiPrednet" ، من وحدات للإدخال المرئي واللمسي ، وثالث يدمجها.
يوضح بينارتز: "ما تمكنا من تكراره لأول مرة ، هو أن الدماغ يقوم بالتنبؤات عبر حواس مختلفة". "لذا يمكنك توقع شعور شيء ما من خلال النظر إليه ، والعكس صحيح."
تشبه طريقة "تدريب" هذه الشبكات الطريقة التي يعتقد العلماء أن دماغنا يتعلم بها: من خلال توليد تنبؤات حول العالم باستمرار ، ومقارنتها بالمدخلات الحسية الفعلية ، ثم تكييف الشبكة لتجنب إشارات الخطأ المستقبلية.
لاختبار كيفية أداء MultiPrednet في الجسم ، تعاون الباحثون مع Martin Pearson في Bristol Robotics Lab. قاموا بدمجه معًا في Whiskeye ، وهو روبوت يشبه القوارض يستكشف بيئته بشكل مستقل ، باستخدام كاميرات مثبتة على الرأس للعيون ، و 24 شعيرات صناعية لجمع المعلومات اللمسية.
لاحظ الباحثون المؤشرات الأولى على أن النموذج المعتمد على الدماغ له ميزة على أنظمة التعلم العميق التقليدية: خاصة عندما يتعلق الأمر بالملاحة والتعرف على المشاهد المألوفة ، يبدو أن MultiPredNet تعمل بشكل أفضل - وهو اكتشاف يأمل الفريق الآن في مزيد من التحقيق فيه.
لتسريع هذا البحث ، تم إعادة إنشاء الروبوت كمحاكاة على منصة Neurorobotics للبنية التحتية البحثية EBRAINS. يقول بيرسون: "يتيح لنا ذلك إجراء تجارب طويلة أو حتى موازية في ظل ظروف خاضعة للرقابة". "نخطط أيضًا لاستخدام الأنظمة الأساسية عالية الأداء والحوسبة العصبية للحصول على نماذج أكثر تفصيلاً للتحكم والإدراك في المستقبل."
جميع التعليمات البرمجية وأدوات التحليل الخاصة بالعمل مفتوحة على EBRAINS ، بحيث يمكن للباحثين إجراء تجاربهم الخاصة. يقول بينارتز: "إنه وضع فريد": "لقد تمكنا من القول ، هذا نموذج مثير للإدراك يعتمد على البيولوجيا العصبية ، وسيكون من الرائع اختباره على نطاق أوسع باستخدام أجهزة الكمبيوتر العملاقة وتجسده في روبوت. عادة ما يكون القيام بذلك أمرًا معقدًا للغاية ، لكن EBRAINS يجعل ذلك ممكنًا ".
تقول كاترين أمونتس ، مديرة البحث العلمي في HBP: "لفهم الإدراك ، سنحتاج إلى استكشاف كيفية عمل الدماغ كجزء من الجسم في البيئة. يمتلك علم الأعصاب الإدراكي والروبوتات الكثير للاستفادة من بعضهما البعض في هذا الصدد. لقد جمع مشروع الدماغ البشري هذه المجتمعات معًا ، والآن من خلال بنيتنا التحتية الدائمة ، أصبح التعاون أسهل من أي وقت مضى ".
يعلق باول سويبودا ، الرئيس التنفيذي لشركة EBRAINS والمدير العام لـ HBP: "ستستفيد روبوتات المستقبل من الابتكارات التي تربط الرؤى من علم الدماغ إلى الذكاء الاصطناعي و الروبوتات. مع EBRAINS، يمكن لأوروبا أن تكون في مركز هذا التحول نحو المزيد من الذكاء الاصطناعي المستوحى من الكائنات الحية التكنلوجيا".