Ученые вырастили искусственный «мозг», способный управлять симулятором реактивного истребителя F-22

Томас Демарс (Thomas DeMarse), профессор биоинженерии из Флоридского университета, и его коллеги вырастили в своей лаборатории искусственный мозг из клеток нервных тканей мозга грызуна. Это было сделано с целью подробного изучения процессов формирования нейронных сетей и произведения этими сетями различных видов вычислений. Но самым интересным оказалось то, как ученые проводили свои исследования, при помощи сетки электродов, внедренных в нервные ткани искусственного мозга, ученые обучили этот мозг управлять реактивным истребителем F-22 в специализированной программе-симуляторе.

«Мозг», выращенный группой профессора Демарса, состоит из 25 тысяч нейронов, находящихся в специальной чашке Петри. Слой нервных клеток, корковых нейронов, покрывает сетку из 60 электродов, связанных с персональным компьютером. При помощи этих электродов осуществляется двухсторонний обмен информацией и реализуются обратные связи между искусственным мозгом и программой-симулятором, выполняющейся на компьютеры. Сигналы, передаваемые от компьютера к мозгу, содержат информацию о скорости, положении, направлении полета виртуального самолета, а сигналы, передаваемые от мозга к компьютеру, преобразуются в команды управления самолетом, понятные программе-симулятору.

Во время проведения своих исследований, которые были начаты еще в 2004 году, группа профессора Демарса получила уникальную возможность непосредственного прослеживания процессов нервной деятельности и процессов формирования новых нейронных сетей, которые являются ответом мозга на процесс обучения. Все это без особого труда можно увидеть в примитивном искусственном мозге, находящемся в стеклянном лабораторном сосуде, но эти процессы практически невозможно изучать на мозге реального животного из-за его сложности и других проблем технического и биологического плана.

Для того, чтобы понять, на что похожи наблюдения ученых группы профессора Демарса, можно посмотреть приведенный ниже видеоролик, подготовленный учеными из университета Иллинойса. Эти ученые разработали новый способ для визуализации нейронов и процессов их деятельности, что позволяет отследить формирование нейронных сетей, что и происходило в экспериментах профессора Демарса.

Несмотря на то, что современные компьютеры могут выполнять последовательные вычисления со столь высокой скоростью и точностью, которые недостижимы для биологических вычислительных систем, к которым можно отнести и мозг живого существа, эти биологические системы могут выполнять быстро и эффективно некоторые задачи, такие, как распознавание образов, самообучение и т.п., которые не по зубам традиционным компьютерам. Исследования группы профессора Демарса направлены на совмещение всех самых положительных черт традиционных и биологических вычислительных систем.

«Если мы сможем досконально изучить алгоритмы, по которым биологические вычислительные системы выполняют сложнейшие задачи с высочайшей скоростью и эффективностью, мы сможем использовать эти знания при создании новых гибридных вычислительных систем, которым будут по плечу решение как и традиционных вычислительных задач, так и сложнейших задач, связанных с использованием интеллектуальной составляющей любой биологической системы» — рассказывает профессор Демарс, — «Вполне вероятно, что благодаря нашим исследованиям, действиями беспилотных аппаратов следующих поколений, выполняющих поставленные задачи в чрезвычайно опасных для живого человека условиях, будут управлять «полуживые» компьютеры, созданные на базе нейронных сетей из искусственно выращенных нервных тканей».