Китайские учёные создают роботов, управляемых клетками человеческого мозга
01 июля 2024, 20:17
Китайские ученые разработали программное обеспечение с открытым исходным кодом MetaBOC, которое позволяет живым клеткам человеческого мозга, выращенным на чипе, управлять роботами. MetaBOC выступает в качестве интерфейса между биокомпьютерами на основе органоидов мозга и другими электронными устройствами. Это позволяет органоиду мозга воспринимать мир посредством электронных сигналов, управлять подключенными устройствами и выполнять задачи, например, избегать препятствий. Обучение робота происходит в виртуальной среде, что безопасно для мозговых клеток. Исследователи Тяньцзиньского университета и Южного университета науки и технологий использовали культивированный in vitro "мозг" (органоиды мозга) в сочетании с электродным чипом для формирования мозга на чипе, который способен кодировать и декодировать сигналы обратной связи от стимуляции. Органоиды получили шарообразную форму — такая трехмерная структура позволяет им формировать более сложные нейронные связи, аналогично процессам в нашем мозге. Эти органоиды выращиваются под воздействием сфокусированной ультразвуковой стимуляции низкой интенсивности. По словам ученых, эта методика создает более прочную "интеллектуальную основу" для дальнейшего развития.Цифровой прорыв: как искусственный интеллект меняет медийную рекламу Органоиды мозга содержат плюрипотентные стволовые клетки человека. Такие клетки встречаются только на ранних стадиях эмбрионального развития. Они способны развиваться в различные типы тканей, включая нервную ткань. При трансплантации в мозг эти органоиды могут устанавливать функциональные связи с мозгом хозяина. MetaBOC не просто выступает в роли интерфейса. Она пытается установить "диалог интеллектов". С помощью встроенных в ПО алгоритмов искусственного интеллекта MetaBOC стремится взаимодействовать с биологическим интеллектом клеток мозга. Ученые особо выделяют робототехнику как область применения своей разработки.Биокомпьютер на основе мозга, выращенного на чипе, сможет управлять роботом и выполнять разные задачи: избегать препятствий, следить за объектами или использовать манипуляторы для захвата предметов. Поскольку органоид мозга способен "видеть" мир только посредством подаваемых ему электрических сигналов, теоретически он может обучаться управлять своим роботом в полностью смоделированной среде. Это позволяет ему оттачивать навыки пилотирования без риска повредить себя, ведь все падения и столкновения будут происходить лишь в виртуальном пространстве. Биокомпьютинг стал возможен благодаря тому, что нейроны человека общаются с окружающим миром с помощью электрических сигналов — того же языка, на котором "говорят" компьютеры. Это позволяет выращивать большое количество человеческих клеток мозга на кремниевых чипах. Такие клетки способны принимать электрические сигналы от компьютера, пытаться их интерпретировать и даже отвечать. Более того, они могут учиться. Так, исследователи из Университета Монаш в Австралии вырастили 800 000 клеток мозга на чипе, которые научились играть в понг всего за 5 минут. Проект был профинансирован австралийскими военными и преобразован в компанию Cortical Labs. Глава научного отдела Cortical Labs Бретт Каган рассказал, что даже на раннем этапе биокомпьютеры, усиленные человеческими нейронами, обучаются гораздо быстрее и используют меньше энергии, чем современные чипы ИИ, демонстрируя "большую интуицию, проницательность и творчество". Помимо очевидных этических проблем, большим недостатком является необходимость поддержания жизнедеятельности самих клеток мозга. Им требуется питание, вода, поддержание определенной температуры и защита от микробов и вирусов. Cortical в 2023 году удалось сохранить жизнеспособность клеток мозга в течение рекордных 12 месяцев.