Artipisyal na sistema ng nerbiyos: Madarama ba sa wakas ang mga robot?

• May-akda:
• pangalan Author

  Quantumrun Foresight
• Nobyembre 24, 2023

Buod ng pananaw

Ang mga artipisyal na sistema ng nerbiyos, na kumukuha ng inspirasyon mula sa biology ng tao, ay nagbabago sa pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga robot at ng pandama na mundo. Simula sa isang matagumpay na pag-aaral noong 2018 kung saan maaaring makilala ng sensory nerve circuit ang Braille, hanggang sa paglikha ng isang artipisyal na balat noong 2019 ng Unibersidad ng Singapore na higit sa tactile feedback ng tao, ang mga sistemang ito ay mabilis na sumusulong. Ang pananaliksik sa South Korea noong 2021 ay higit pang nagpakita ng isang light-responsive na sistema na kumokontrol sa robotic na paggalaw. Nangangako ang mga teknolohiyang ito ng pinahusay na prosthetic senses, mga robot na tulad ng tao, pinahusay na rehabilitasyon para sa mga kapansanan sa neurological, tactile robotic na pagsasanay, at kahit na pinalaki ang mga reflexes ng tao, na potensyal na nagbabago ng mga larangan ng medikal, militar, at paggalugad sa kalawakan.

Konteksto ng artificial nervous system

Isa sa mga pinakaunang pag-aaral sa artificial nervous system ay noong 2018, nang ang mga mananaliksik mula sa Stanford University at Seoul National University ay nakagawa ng nerve system na maaaring makilala ang Braille alphabet. Ang gawaing ito ay pinagana ng isang sensory nerve circuit na maaaring ilagay sa isang parang balat na takip para sa mga prosthetic na device at malambot na robotics. Ang circuit na ito ay may tatlong bahagi, ang una ay isang touch sensor na maaaring makakita ng maliliit na pressure point. Ang pangalawang bahagi ay isang nababaluktot na electronic neuron na nakatanggap ng mga signal mula sa touch sensor. Ang kumbinasyon ng una at pangalawang bahagi ay humantong sa pag-activate ng isang artipisyal na synaptic transistor na ginagaya ang mga synapses ng tao (mga signal ng nerbiyos sa pagitan ng dalawang neuron na naghahatid ng impormasyon). Sinubukan ng mga mananaliksik ang kanilang nerve circuit sa pamamagitan ng pagkakabit nito sa isang binti ng ipis at paglalapat ng iba't ibang antas ng presyon sa sensor. Ang binti ay kumikibot ayon sa dami ng inilapat na presyon.

Ang isa sa mga pangunahing bentahe ng mga artipisyal na sistema ng nerbiyos ay maaari nilang gayahin ang paraan ng pagtugon ng mga tao sa panlabas na stimuli. Ang kakayahang ito ay isang bagay na hindi kayang gawin ng mga tradisyonal na computer. Halimbawa, ang mga tradisyunal na computer ay hindi makakapag-react nang mabilis sa pagbabago ng mga kapaligiran – isang bagay na mahalaga para sa mga gawain tulad ng prosthetic limb control at robotics. Ngunit magagawa ito ng mga artipisyal na sistema ng nerbiyos sa pamamagitan ng paggamit ng isang pamamaraan na tinatawag na "spiking." Ang spike ay isang paraan ng pagpapadala ng impormasyon na batay sa kung paano nakikipag-ugnayan ang mga aktwal na neuron sa isa't isa sa utak. Nagbibigay-daan ito para sa mas mabilis na paghahatid ng data kaysa sa mga tradisyonal na pamamaraan tulad ng mga digital na signal. Ang kalamangan na ito ay gumagawa ng mga artipisyal na sistema ng nerbiyos na angkop para sa mga gawain na nangangailangan ng mabilis na mga reaksyon, tulad ng robotic manipulation. Magagamit din ang mga ito para sa mga trabahong nangangailangan ng karanasan sa pag-aaral, gaya ng pagkilala sa mukha o pag-navigate sa mga kumplikadong kapaligiran.

Nakakagambalang epekto

Noong 2019, nagawa ng Unibersidad ng Singapore na bumuo ng isa sa mga pinaka-advanced na artificial nervous system, na maaaring magbigay sa mga robot ng sense of touch na mas mahusay kaysa sa balat ng tao. Tinatawag na Asynchronous Coded Electronic Skin (ACES), pinoproseso ng device na ito ang mga indibidwal na sensor pixel para mabilis na magpadala ng "data ng pakiramdam." Ang mga nakaraang artipisyal na modelo ng balat ay pinoproseso ang mga pixel na ito nang sunud-sunod, na lumikha ng isang lag. Ayon sa mga eksperimento na isinagawa ng koponan, ang ACES ay mas mahusay kaysa sa balat ng tao pagdating sa tactile feedback. Ang aparato ay maaaring makakita ng presyon ng higit sa 1,000 beses na mas mabilis kaysa sa pandama ng sistema ng nerbiyos ng tao.

Samantala, noong 2021, ang mga mananaliksik mula sa tatlong unibersidad sa South Korea ay bumuo ng isang artificial nervous system na maaaring tumugon sa liwanag at gumawa ng mga pangunahing gawain. Ang pag-aaral ay binubuo ng isang photodiode na nagko-convert ng liwanag sa isang electric signal, isang robotic na kamay, isang neuron circuit, at isang transistor na gumagana bilang isang synapse. Sa bawat oras na ang isang ilaw ay nakabukas, ang photodiode ay isinasalin ito sa mga signal, na naglalakbay sa pamamagitan ng mekanikal na transistor. Ang mga signal ay pinoproseso ng neuron circuit, na nag-uutos sa robotic na kamay na saluhin ang bola na naka-program na bumaba sa sandaling bumukas ang ilaw. Ang mga mananaliksik ay umaasa na bumuo ng teknolohiya upang ang robotic na kamay ay tuluyang mahuli ang bola sa sandaling ito ay bumaba. Ang pangunahing layunin sa likod ng pag-aaral na ito ay upang sanayin ang mga taong may mga kondisyong neurological upang mabawi ang kontrol sa kanilang mga limbs na hindi nila makontrol nang mabilis gaya ng dati. 

Mga implikasyon ng artificial nervous system

Ang mas malawak na implikasyon ng mga artipisyal na sistema ng nerbiyos ay maaaring kabilang ang: 

• Ang paglikha ng mga humanoid robot na may balat na parang tao na maaaring tumugon sa mga stimuli nang kasing bilis ng mga tao.
• Ang mga pasyente ng stroke at mga taong may mga kondisyong nauugnay sa paralisis ay nagagawang mabawi ang kanilang pakiramdam ng pagpindot sa pamamagitan ng mga sensory circuit na naka-embed sa kanilang nervous system.
• Nagiging mas tactile ang robotic training, kung saan mararamdaman ng mga remote operator kung ano ang hinahawakan ng mga robot. Maaaring madaling gamitin ang feature na ito para sa paggalugad ng kalawakan.
• Mga pagsulong sa touch recognition kung saan makikilala ng mga makina ang mga bagay sa pamamagitan ng sabay na pagtingin at paghawak sa mga ito.
• Mga tao na nagkakaroon ng augmented o pinahusay na nervous system na may mas mabilis na reflexes. Ang pag-unlad na ito ay maaaring maging kapaki-pakinabang para sa mga atleta at sundalo.

Mga tanong na ikokomento

• Interesado ka ba na magkaroon ng pinahusay na sistema ng nerbiyos?
• Ano ang iba pang potensyal na benepisyo ng mga robot na maaaring maramdaman?