Адаптация в реальном времени. Лабораторно выращенные клетки человеческого мозга научились играть в Doom
Микроскопическое изображение клеток коры головного мозга и гиппокампа на чашке для культивирования клеток (Фото: Уильям Вест/AFP)
Австралийские исследователи научили выращенные в лаборатории клетки человеческого мозга играть в видеоигру Doom. Клетки, размещенные на кремниевом чипе, смогли адаптироваться к сигналам в реальном времени и постепенно улучшили свои результаты во время игры.
Об этом пишет издание Science alert.
Технологию разработала биотехнологическая компания Cortical Labs. Каждый так называемый биологический компьютер содержит около 200 тысяч живых клеток человеческого мозга. Их выращивают из стволовых клеток, полученных из донорской крови.
Ранее эти клетки уже научились играть в простую компьютерную игру Pong, где нужно перемещать платформу для отбивания мяча. После этого исследователи перешли к более сложной задаче — игре Doom.
По словам старшего научного сотрудника компании Алона Лофлера, сначала нейроны вели себя как человек, который никогда не играл в видеоигры. Они часто врезались в стены, стреляли в них и хаотично двигались. Со временем клетки начали чаще правильно определять врагов и атаковать их.
Впрочем, результаты пока далеки от идеальных. Например, для уничтожения одного противника системе может потребоваться несколько попыток, а выстрелы нередко летят в разные стороны перед попаданием в цель.
Чтобы нейроны могли взаимодействовать с игрой, исследователи превратили цифровую среду Doom в электрические сигналы, понятные клеткам на чипе CL1. Когда на экране появляется враг, определенные электроды стимулируют нейроны и вызывают реакцию.
Различные модели активности нейронов отвечают за различные действия в игре, например движение влево или вправо или выстрел. Ученые отслеживают электрическую активность клеток через компьютер и на основе полученных данных корректируют сигналы для дальнейшего обучения системы.
В Cortical Labs отмечают, что чип CL1 можно использовать не только для игр. Его потенциальные сферы применения включают тестирование лекарств, машинное обучение, робототехнику, моделирование заболеваний и персонализированную медицину.
Главный научный и операционный директор компании Brett Kagan заявил, что исследователи только начинают раскрывать возможности таких нейронных культур. По его словам, они уже использовались для робототехники, задач обучения в реальном времени, медицины и разработки лекарств.
Каган называет CL1 более устойчивой и мощной формой интеллекта. Для работы человеческому мозгу требуется примерно 20 ватт энергии, и современные кремниевые компьютеры и системы искусственного интеллекта пока не могут достичь такой эффективности.
При этом исследователи не рассматривают технологию как замену искусственному интеллекту. Они считают, что она может предоставить возможности, которых раньше не существовало.
Срок жизни клеток составляет около шести месяцев, а сама система пока не способна обеспечивать стабильные и полностью программируемые результаты. В то же время аналитики считают, что ее главным преимуществом может стать значительно ниже энергопотребление по сравнению с обычными компьютерными чипами.
Генеральный директор исследовательской компании Ingenuity Уильям Китинг отметил, что отрасли нужны более эффективные способы управления потреблением энергии и повышения производительности. По его словам, это не фантастика и не мошенничество, а реальная наука, которая демонстрирует реальный прогресс.
