Жасанды жүйке жүйесі: роботтар ақырында сезіне алады ма?

• автор:
• Автордың аты-жөні

  Кванттық болжау
• Қараша 24, 2023

Түсінікті қорытынды

Адам биологиясынан шабыт алған жасанды жүйке жүйелері роботтар мен сенсорлық әлем арасындағы өзара әрекеттесуді өзгертеді. 2018 жылы сенсорлық жүйке тізбегі Брайльді ажырата алатын негізгі зерттеуден бастап, Сингапур университетінің 2019 жылы адамның тактильді кері байланысынан асып түсетін жасанды тері жасауына дейін бұл жүйелер тез дамып келеді. Оңтүстік Кореяның 2021 жылғы зерттеулері робот қозғалысын басқаратын жарыққа жауап беретін жүйені одан әрі көрсетті. Бұл технологиялар кеңейтілген протездік сезімдерді, адамға ұқсайтын роботтарды, неврологиялық бұзылулар үшін жақсартылған реабилитацияны, тактильді роботтық жаттығуларды және тіпті медициналық, әскери және ғарышты зерттеу салаларында революциялық революция жасайтын адамның рефлекстерін арттырады.

Жасанды жүйке жүйесінің контексті

Жасанды жүйке жүйесіндегі ең алғашқы зерттеулердің бірі 2018 жылы Стэнфорд университеті мен Сеул ұлттық университетінің зерттеушілері Брайль әліпбиін тани алатын жүйке жүйесін жасай алды. Бұл ерлік протездік құрылғылар мен жұмсақ робототехникаға арналған теріге ұқсас жабынға орналастыруға болатын сенсорлық жүйке тізбегі арқылы қамтамасыз етілді. Бұл схемада үш компонент болды, біріншісі шағын қысым нүктелерін анықтай алатын сенсорлық сенсор болды. Екінші компонент сенсорлық сенсордан сигналдарды қабылдайтын икемді электронды нейрон болды. Бірінші және екінші компоненттердің комбинациясы адамның синапстарын имитациялайтын жасанды синаптикалық транзистордың белсендірілуіне әкелді (ақпаратты жіберетін екі нейрон арасындағы жүйке сигналдары). Зерттеушілер тарақанның аяғына байлау және сенсорға әртүрлі қысым деңгейлерін қолдану арқылы олардың жүйке тізбегін сынады. Қолданылған қысым мөлшеріне қарай аяқ жиырылды.

Жасанды жүйке жүйесінің басты артықшылықтарының бірі - адамның сыртқы тітіркендіргіштерге реакциясын еліктейтіндігі. Бұл мүмкіндік дәстүрлі компьютерлер жасай алмайтын нәрсе. Мысалы, дәстүрлі компьютерлер қоршаған ортаның өзгеруіне жеткілікті жылдам әрекет ете алмайды - бұл протездік аяқ-қолды басқару және робототехника сияқты тапсырмалар үшін маңызды нәрсе. Бірақ жасанды жүйке жүйесі мұны «спикинг» деп аталатын әдіс арқылы жасай алады. Шпикинг - бұл нақты нейрондардың мидағы бір-бірімен қалай байланысатынына негізделген ақпаратты беру тәсілі. Ол сандық сигналдар сияқты дәстүрлі әдістерге қарағанда деректерді әлдеқайда жылдам жіберуге мүмкіндік береді. Бұл артықшылық жасанды жүйке жүйелерін роботтық манипуляция сияқты жылдам реакцияларды қажет ететін тапсырмаларға өте қолайлы етеді. Оларды бет-әлпетті тану немесе күрделі орталарды шарлау сияқты тәжірибені үйренуді қажет ететін жұмыстар үшін де пайдалануға болады.

Деструктивті әсер

2019 жылы Сингапур университеті роботтарға адам терісінен де жақсырақ жанасу сезімін беретін ең озық жасанды жүйке жүйесінің бірін жасай алды. Асинхронды кодталған электронды тері (ACES) деп аталатын бұл құрылғы «сезім деректерін» жылдам жіберу үшін жеке сенсорлық пикселдерді өңдеді. Алдыңғы жасанды тері үлгілері бұл пикселдерді дәйекті түрде өңдеді, бұл артта қалдырды. Команда жүргізген эксперименттерге сәйкес, ACES тактильді кері байланысқа қатысты адам терісінен де жақсырақ. Құрылғы қысымды адамның сенсорлық жүйке жүйесінен 1,000 есе жылдам анықтай алады.

Ал 2021 жылы Оңтүстік Кореяның үш университетінің зерттеушілері жарыққа жауап беретін және негізгі тапсырмаларды орындай алатын жасанды жүйке жүйесін жасап шығарды. Зерттеу жарықты электр сигналына түрлендіретін фотодиодты, роботтық қолды, нейрондық тізбекті және синапс ретінде жұмыс істейтін транзисторды қамтыды. Жарық қосылған сайын фотодиод оны сигналдарға айналдырады, олар механикалық транзистор арқылы өтеді. Содан кейін сигналдарды нейрондық тізбек өңдейді, ол робот қолына шам жанған кезде құлап кетуге бағдарламаланған допты ұстауға бұйрық береді. Зерттеушілер робот қолы допты құлаған бойда ұстап алатындай технологияны дамытуға үміттенеді. Бұл зерттеудің негізгі мақсаты неврологиялық жағдайы бар адамдарды бұрынғыдай тез басқара алмайтын аяқ-қолдарын бақылауды қалпына келтіруге үйрету. 

Жасанды жүйке жүйесінің салдары

Жасанды жүйке жүйесінің кеңірек әсерлері мыналарды қамтуы мүмкін: 

• Адам сияқты тітіркендіргіштерге тез жауап бере алатын адам тәрізді терісі бар гуманоидты роботтарды жасау.
• Инсультке шалдыққан науқастар мен сал ауруы бар адамдар жүйке жүйесіне енгізілген сенсорлық тізбектер арқылы жанасу сезімін қалпына келтіре алады.
• Роботты оқыту тактильді бола бастады, қашықтағы операторлар роботтардың не түртіп жатқанын сезіне алады. Бұл мүмкіндік ғарышты зерттеуге ыңғайлы болуы мүмкін.
• Машиналар объектілерді бір уақытта көру және түрту арқылы анықтай алатын жанасуды танудағы жетістіктер.
• Жүйке жүйесі жылдамырақ рефлекстері бар адамдар. Бұл даму спортшылар мен сарбаздар үшін тиімді болуы мүмкін.

Түсініктеме беруге арналған сұрақтар

• Жүйке жүйесінің жақсарғанын қалайсыз ба?
• Сезетін роботтардың басқа қандай пайдасы бар?