ترانس‌نورون: انقلابی در هوش مصنوعی با شبیه‌سازی چندمنظوره مغز

روباتی که می‌توانند جهان را مانند انسان‌ها درک کرده و به آن واکنش نشان دهند، ممکن است به زودی به واقعیت بپیوندند، زیرا دانشمندان یک نورون مصنوعی ساخته‌اند که قادر است بخش‌های مختلف مغز را شبیه‌سازی کند.  

به گزارش سیلاد و به نقل از دانشگاه Techxplore، این نورون مصنوعی کوچک که با نام «ترانس‌نورون» شناخته می‌شود، توانایی تغییر نقش بین سلول‌های مغزی مرتبط با بینایی، برنامه‌ریزی و حرکت را دارد، امری که پیش‌تر فقط به ذهن انسان نسبت داده می‌شد.

نورون‌های مصنوعی مدارهای الکترونیکی کوچکی هستند که نحوه برقراری ارتباط سلول‌های مغز را با تولید پالس‌های الکتریکی تقلید می‌کنند و اساس محاسبات نورو‌مورفیک هستند، حوزه‌ای که هدفش آوردن هوش انسان‌گونه به ماشین‌ها است. با وجود پیشرفت سریع، نورون‌های مصنوعی امروز تنها قادر به انجام وظایف محدودی هستند و برای تقلید عملکردهای ساده مغز به هزاران نمونه نیاز است، فرآیندی پرهزینه و پرمصرف نسبت به قابلیت‌های سازگار مغز انسان.

اکنون با تلاش یک تیم تحقیقاتی بین‌المللی به رهبری دانشگاه لاوفبورو، که شامل استادانی از مؤسسه سالک و دانشگاه کالیفرنیای جنوبی است، هوش شبه‌مغزی ممکن است به واقعیت نزدیک‌تر شده باشد.

مطالعه‌ای تازه در نشریه Nature Communications نشان می‌دهد که ترانس‌نورون قادر است رفتار سه نوع از پالس‌های الکتریکی در مناطق مختلف مغز واقعی را با دقت ۷۰ تا ۱۰۰ درصد، تقلید کند؛ رفتارهایی که شامل انواع پالس‌های منظم، نامنظم و انفجاری می‌شود.

 

این پژوهش گامی تازه در مسیر ساخت چیسپ‌ها و سیستم‌هایی است که می‌توانند عملکردهای پیچیده مغزی از تفسیر اطلاعات بینایی تا کنترل حرکت و اعمال را با استفاده از تعداد کمی نورون مصنوعی اجرا کنند. این پیشرفت مسیر را برای ربات‌هایی که رفتار قابل تغییر و هوشمند انسانی دارند، هموار می‌کند.

این ترانس‌نورون تنها رفتار نورون‌ها را کپی نمی‌کند، بلکه روش محاسباتی آن نیز مشابه مغز است. وقتی سیگنال‌های ورودی تغییر می‌کند، ترانس‌نورون نیز فرکانس پالس‌های الکتریکی خود را تنظیم می‌کند، مشابه نورون‌های واقعی که فعالیت شان وابسته به ورودی‌ها تغییر می‌کند. حتی وقتی دو سیگنال همزمان دریافت می‌کند، واکنش دستگاه بسته به ترتیب ورود سیگنال‌ها متفاوت است، امری که معمولا نیازمند همکاری چند نورون مصنوعی است.

اصلی‌ترین بخش انعطاف‌پذیری این ترانس‌نورون، یک قطعه «ممریستور» است که به صورت نانومتر عمل می‌کند و با جاری شدن جریان برق در آن، تغییراتی فیزیکی به وجود می‌آید که امکان “حافظه” و تنظیم پاسخ‌ها را شبیه به نورون‌های مغزی فراهم می‌کند.

این پیشرفت می‌تواند زمینه‌ساز ساخت سیستم‌های عصبی مصنوعی برای ربات‌ها شود که آنها را قادر می‌سازد جهان را بهتر حس، یاد بگیرند و به آن واکنش دهند، مشابه موجودات زنده، پژوهشگران امید دارند این فناوری، با فراهم کردن یادگیری مداوم و بهینه، ربات‌ها را به سطح هوش و واکنش‌های پیچیده انسانی نزدیک‌تر کند.

این کشف همچنین می‌تواند به درک بهتر مغز و سیستم عصبی انسان کمک کند و در آینده دستگاه‌هایی برای تکمیل یا جایگزینی نواحی خاصی از مغز ساخته شود. چنین نورون‌های مصنوعی همچنین می‌توانند به دانشمندان علوم اعصاب در فهم نحوه تعامل بخش‌های مختلف مغز و حتی شکل‌گیری آگاهی یاری برسانند.

این دستاورد علمی نشان می‌دهد که ربات‌های هوشمند و نزدیک به انسان، روزی می‌توانند به واقعیت تبدیل شوند و دنیای فناوری را دگرگون سازند.​