Вештачки нервни системи: Да ли роботи коначно могу да осете?

• Аутор:
• ime аутора

  Куантумрун Форесигхт
• Новембар 24, 2023

Сажетак увида

Вештачки нервни системи, црпећи инспирацију из људске биологије, трансформишу интеракцију између робота и чулног света. Почевши од суштинске студије из 2018. у којој је сензорно нервно коло могло да разазна Брајеву азбуку, до стварања вештачке коже на Универзитету у Сингапуру 2019. која надмашује људску тактилну повратну информацију, ови системи брзо напредују. Јужнокорејско истраживање 2021. године даље је показало систем који реагује на светлост и контролише кретање робота. Ове технологије обећавају побољшана протетичка чула, роботе налик људима, побољшану рехабилитацију неуролошких оштећења, тактилну роботску обуку, па чак и повећане људске рефлексе, потенцијално револуционирајући медицинска, војна и свемирска истраживања.

Контекст вештачког нервног система

Једна од првих студија о вештачким нервним системима била је 2018. године, када су истраживачи са Универзитета Станфорд и Националног универзитета у Сеулу успели да створе нервни систем који би могао да препозна Брајеву азбуку. Овај подвиг је омогућио сензорно нервно коло које се може ставити у омотач налик кожи за протетске уређаје и меку роботику. Ово коло је имало три компоненте, прва је сензор додира који је могао да детектује мале тачке притиска. Друга компонента је био флексибилни електронски неурон који је примао сигнале од сензора додира. Комбинација прве и друге компоненте довела је до активације вештачког синаптичког транзистора који је имитирао људске синапсе (нервне сигнале између два неурона који преносе информације). Истраживачи су тестирали свој нервни круг тако што су га прикључили на ногу бубашваба и применили различите нивое притиска на сензор. Нога се трзала у зависности од примењеног притиска.

Једна од главних предности вештачких нервних система је та што могу да опонашају начин на који људи реагују на спољашње стимулусе. Ова могућност је нешто што традиционални рачунари не могу. На пример, традиционални рачунари не могу довољно брзо да реагују на промену окружења – нешто што је неопходно за задатке као што су контрола протетских екстремитета и роботика. Али вештачки нервни системи могу то да ураде коришћењем технике која се зове „шиљање“. Спајање је начин преношења информација који се заснива на томе како стварни неурони комуницирају једни са другима у мозгу. Омогућава много бржи пренос података од традиционалних метода попут дигиталних сигнала. Ова предност чини вештачке нервне системе погодним за задатке који захтевају брзе реакције, као што је роботска манипулација. Такође се могу користити за послове који захтевају искуство учења, као што је препознавање лица или навигација у сложеним окружењима.

Ометајући утицај

Универзитет у Сингапуру је 2019. године успео да развије један од најнапреднијих вештачких нервних система, који роботима може пружити осећај додира који је чак бољи од људске коже. Назван Асинцхроноус Цодед Елецтрониц Скин (АЦЕС), овај уређај је обрадио појединачне пикселе сензора да би брзо пренео „податке о осећањима“. Претходни модели вештачке коже су обрађивали ове пикселе узастопно, што је створило заостајање. Према експериментима које је спровео тим, АЦЕС је чак и бољи од људске коже када је у питању тактилна повратна информација. Уређај би могао да детектује притисак преко 1,000 пута брже од људског сензорног нервног система.

У међувремену, 2021. године, истраживачи са три јужнокорејска универзитета развили су вештачки нервни систем који може да реагује на светлост и обавља основне задатке. Студија се састојала од фотодиоде која претвара светлост у електрични сигнал, роботске руке, неуронског кола и транзистора који ради као синапса. Сваки пут када се светло укључи, фотодиода га претвара у сигнале, који путују кроз механички транзистор. Сигнале затим обрађује неуронско коло, које наређује роботској руци да ухвати лопту која је програмирана да испусти чим се светло упали. Истраживачи се надају да ће развити технологију тако да роботска рука на крају може ухватити лопту чим падне. Главни циљ ове студије је обучити људе са неуролошким стањима да поврате контролу над својим удовима које не могу да контролишу тако брзо као некада. 

Импликације вештачког нервног система

Шире импликације вештачког нервног система могу укључивати: 

• Стварање хуманоидних робота са људском кожом који могу да реагују на стимулансе брзо као и људи.
• Пацијенти са можданим ударом и људи са стањима везаним за парализу могу да поврате свој осећај додира кроз сензорна кола уграђена у њихов нервни систем.
• Роботска обука постаје тактилнија, са даљинским оператерима који могу да осете шта роботи додирују. Ова функција може бити згодна за истраживање свемира.
• Напредак у препознавању додира где машине могу да идентификују објекте тако што их истовремено виде и додирују.
• Људи који имају појачан или побољшан нервни систем са бржим рефлексима. Овај развој може бити користан за спортисте и војнике.

Питања за коментарисање

• Да ли бисте били заинтересовани за побољшани нервни систем?
• Које су друге потенцијалне предности робота које могу да осете?