Искусственный нейрон приближает роботов к человеческому уровню сознания

Делая смелый шаг к созданию машин с человеческим уровнем интеллекта, ученые сконструировали искусственный нейрон, способный выполнять функции нескольких участков мозга. Эта разработка может позволить роботам воспринимать информацию, учиться и действовать с такими уровнями адаптивности и чувствительности, которые ранее считались присущими исключительно живым организмам.

Устройство, названное транснейроном (Transneuron), может переключаться между ролями нейронов в мозге, которые задействованы в зрении, планировании и движении. Разработанный международной командой ученых под руководством Университета Лафборо, в сотрудничестве с Институтом биологических исследований Солка и Университетом Южной Калифорнии, транснейрон является важным открытием в нейроморфных вычислениях – сфере, имитирующей эффективность и гибкость мозга на аппаратном уровне.

Традиционные искусственные нейроны обычно выполняют только одну узко определенную функцию, часто требуя больших сетей для обработки даже базовых задач. Новый транснейрон преодолевает это ограничение.

Тонкая настройка электрических параметров позволяет одной единице воспроизводить нейронные импульсы из трех разных участков мозга с точностью 70-100%. Они варьируются от стабильных импульсов до быстрых всплесков, что точно отражает изменчивость биологических нейронов.

Помимо имитации нейронной активности, транснейрон выполняет основные вычислительные функции. Устройство изменяет частоту импульсов на основе входных сигналов и реагирует по-разному, когда два сигнала поступают одновременно или с разницей во времени – явление, известное как временной код. Обычно для воспроизведения этого эффекта требуется несколько искусственных нейронов, работающих в тандеме.

Эта способность стала возможной благодаря нано-компоненту, который называется мемристором. Атомы серебра в мемристоре смещаются при прохождении электрического тока, образуя и разрушая проводящие мостики, что позволяет устройству сохранять память о прошлых сигналах и адаптировать свою реакцию, подобно синаптической пластичности в мозге. Изменения напряжения, сопротивления или температуры дополнительно настраивают поведение нейрона без вмешательства программного обеспечения.

Следующий шаг предусматривает интеграцию сетей транснейронов для создания “кортикального слоя мозга на чипе”. Такие системы могут стать основой искусственных нервных систем для роботов, обеспечивая восприятие, адаптацию и обучение в режиме реального времени. Эти сети обещают непрерывное, энергоэффективное обучение и динамические реакции, преодолевая ограничения современных систем искусственного интеллекта.

Технология потенциально может интегрироваться непосредственно с нервной системой человека, открывая новые возможности для изучения нейронной коммуникации, лечения неврологических заболеваний или даже расширения функций мозга. Транснейроны могут служить экспериментальной платформой для исследований нейронного взаимодействия или изучения появления сознания в контролируемых условиях.

Опубликованное исследование свидетельствует о переходе искусственного интеллекта от программного обеспечения, имитирующего функции мозга, к аппаратному обеспечению, которое ведет себя как сам мозг. Благодаря своей способности адаптироваться, вычислять и менять роли по необходимости, транснейрон может стать строительным блоком для будущих самообучающихся роботов и вычислительных систем нового поколения, которые работают с эффективностью и гибкостью биологического мозга.