یک سیستم عصبی مصنوعی که می تواند نور را حس کند و توپی را در هوا بقاپد!
انسان‌ها، زمانی که با محرک‌های خارجی مانند گرما یا نور مواجه می‌شوند، می‌توانند به سرعت و به طور خودکار به این محرک‌ها واکنش نشان دهند.
همه ما در هنگام تماس با سطح داغ به‌سرعت دست خود را می‌کشیم، یا اینکه هنگامی که ضربه‌ای به زانویمان زده می‌شود، ساق پایمان به سمت بالا حرکت می‌کند. اینها پاسخ‌هایی ناخودآگاه از سوی سیستم عصبی بدن ما هستند. اما کیفیت عکس‌العمل‌های آگاهانه ما مثلا در هنگام گرفتن توپی که به سمت‌مان پرتاب می‌شود، به مرور و با تحریک‌های مکرر بهتر می‌شود.
محققان در سه دانشگاه کره جنوبی یک سیستم مصنوعی ساخته‌اند که قادر به شبیه‌سازی پاسخ آگاهانه به محرک‌های خارجی است. این سیستم از یک دیود نوری – که نور را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می‌کند، یک ترانزیستور که به عنوان یک سیناپس مکانیکی عمل می‌کند، یک مدار نورون مصنوعی که به عنوان مغز سیستم عمل می‌کند و یک دست روباتیک تشکیل شده است.
در این سیستم وقتی که دیود نوری تابش نور را تشخیص می‌دهد، روشن بودن چراغ را با یک پیام الکتریکی از طریق ترانزیستور ارسال می‌کند. این پیام به مدار نورون مصنوعی منتقل می‌شود. نورون مصنوعی پس از دریافت پیام نحوه پاسخگویی به آن را می‌آموزد و فرمانی به دست روباتیک می‌فرستد.
همزمان با روشن شدن چراغ که باعث آغاز فرآیند از طریق دیود نوری می‌شود، یک توپ از بالای دست روباتیک رها می‌شود. هدف سیستم این است که بیاموزد بازوی روباتیک را سریعا جمع کند تا به‌موقع توپ را بگیرد و از افتادن آن جلوگیری کند.
این فرآیند مشابه روشی است که چشم ما پیام‌های الکتریکی را از طریق سیناپس‌ها به مغزمان انتقال می‌دهد. مغز سپس این پیام‌ها را تفسیر می‌کند، تصمیم می‌گیرد که چگونه عمل کند و برای حرکت به عضلات فرمان می‌دهد – و همه اینها در کسری از ثانیه اتفاق می‌افتد.
در مراحل اولیه آزمایش، مغزِ سیستم با کندی به پیام نوری عکس‌العمل نشان داده و فرمان گرفتن توپ با تاخیر صادر می‌شد. زمان عکس‌العمل سیستم قبل از “یادگیری”، 2.56 ثانیه بوده است. با تکرار این فرآیند سیستم موفق شد تا زمان عکس‌العمل خود را به 0.23 ثانیه کاهش دهد. محققان می‌گویند سیستم عصبی مصنوعی ساخته شده چیزی شبیه یک واکنش بیولوژیک آگاهانه را بازآفرینی می‌کند.
این سیستم اولین تجربه برای بازآفرینی عکس‌العمل بیولوژیک انسان به محرک‌های خارجی نیست. مقاله‌ای که در سال 2018 منتشر شد تلاش‌هایی را که برای بازسازی سلول‌های عصبی حسی در داخل پوست صورت گرفته تشریح می‌کند. همچنین در مقاله‌ی دیگری که سال 2019 انتشار یافته به ساخت سیناپس‌های مصنوعی پرداخته شده. به گفته یکی از نویسندگان مقاله اخیر، طی آن تحقیق از سیستم عصبی مصنوعی برای کنترل حرکت پاهای سوسک استفاده شده است.
یکی از اهداف این نوع تحقیق کمک به افرادی است که سیستم عصبی‌شان صدمه دیده است. امید می‌رود با پیشرفت در این زمینه افراد صدمه‌دیده بتوانند کنترل دوباره اعضا و اندام‌های بدن خود را بدست آورند.
جاناتان ایتکن از دانشگاه شفیلد انگلیس می‌گوید: “عملکرد دستگاه امید به پیشرفت‌های زیادی را در زمینه توانبخشی و آموزش سیستم‌های روباتیک که برپایه بازآفرینی حرکت انسان کار می‌کنند، ایجاد کرده است.”
ایتکن معتقد است که این سیستم در صورت ترکیب با حسگرهای پوشیدنی که چگونگی حرکت افراد را ردگیری می‌کنند، امکان تولید روبات‌هایی را بوجود می‌آورد که حرکاتی مشابه انسان دارند.
این مطلب توسط گروه مترجمانِ وب
این مطلب ترجمه ای است آزاد از مطلب منتشر شده در تاریخ 14 July 2021 در منبع زیر که توسط گروه مترجمانِ وب سایت آینده تهیه شده و صرفا جهت آشنایی با نظرات مختلف منتشر می گردد؛ بازنشر آن بدون ذکر منبع مجاز نیست و پیگرد حقوقی خواهد داشت.
برای اطلاع از تازه ترین اخبار کانادا به کانال تلگرامیِ آینده بپیوندید: https://t.me/AyandehCanada
به نقل از: newscientist.com
مطلب قبل