V laboratóriu britskej Loughborough University sa podarilo vytvoriť umelý neurón, ktorý sa správa tak podobne ako mozgová bunka, že by jedného dňa mohol nahradiť celé časti nervového systému. Vedci hovoria, že ak sa technológia posunie ďalej, roboty aj zdravotnícke implantáty získajú schopnosť učiť sa a prispôsobovať podobne ako ľudia, pričom spotrebujú len zlomok dnešnej energie.
Na vývoji sa podieľal medzinárodný tím z Loughborough University, Salk Institute a University of Southern California. Ich nový prvok nazvali transneurón. Nejde o ďalší softvérový algoritem, ale o fyzický obvod, ktorý priamo na čipe napodobňuje spracovanie signálov v mozgu. Projekt stavia na dlhoročnom výskume neuromorfných čipov, ktoré sa snažia priblížiť tomu, ako premýšľa živý mozog, nie bežný počítač.
Jeden neurón, veľa úloh
Dnes používané umelé neuróny v systémoch umelej inteligencie plnia väčšinou jednu presne definovanú úlohu. Na napodobnenie aj jednoduchšieho mozgového procesu sú potrebné tisíce takýchto prvkov. Nový transneurón sa správa inak, vedci ho vedia prepnúť do rôznych režimov. V jednom režime sa správa ako neuróny z oblasti zodpovednej za videnie, v inom zase kopíruje správanie motorickej alebo premotorickej kôry, ktoré riadia pohyb a plánovanie.
Profesor Sergey Saveliev vysvetlil, že takýto prepínateľný prvok umožní vytvárať čipy, ktoré zvládnu omnoho komplexnejšie výpočty s minimalistickým hardvérom. Namiesto obrovských polí jednoduchých neurónov by stačila menšia sieť všestranných transneurónov. To môže priniesť nielen úsporu energie, ale aj nové typy zariadení, ktoré zvládnu rýchlo meniť úlohu bez potreby preprogramovania celého systému.
Spracovanie informácií ako v mozgu
Kľúčové je, že transneurón iba nesimuluje neurón matematicky, ale správa sa veľmi podobne ako skutočná mozgová bunka. Pri zmene vstupných signálov upravuje frekvenciu svojich elektrických impulzov, čo je základný jazyk neurónovej komunikácie. Keď výskumníci priviedli na vstup dva signály súčasne, zareagoval rozdielne v závislosti od toho, ako presne boli zosynchronizované v čase, čo je správanie typické pre mozgové okruhy.
Doktor Sergei Gepshtein zo Salk Institute pripomenul, že klasické počítače spracovávajú údaje v presných krokoch, jedna inštrukcia nasleduje druhú. Mozog takto nefunguje, miliardy neurónov v ňom odpovedajú v zložitej spleti vzorov, ktoré nikdy nie sú úplne rovnaké. Transneurón podľa neho predstavuje hardvér, ktorý sa tejto dynamike začína približovať a ktorý dokáže časovanie signálov využiť na samotné kódovanie informácií.
Roboty, implantáty a vedomie
Vedci už pracujú na ďalšom kroku. Plánujú vytvoriť celú sieť transneurónov, teda akúsi miniatúrnu mozgovú kôru na čipe. Takáto umelá nervová sústava by mohla slúžiť ako riadiaca jednotka pre roboty, ktoré sa naučia reagovať na okolie prirodzenejšie, bez presne napísaných scenárov. Profesor Joshua Yang zdôraznil, že systémy založené na transneurónoch by sa vedeli učiť účinnejšie pri nižšej spotrebe energie a mohli by sa prispôsobovať počas celého „životného cyklu“ robota.
Ambície pritom siahajú ďalej než k priemyselným robotom alebo domácim asistentom. Výskumníci veria, že transneuróny by raz mohli komunikovať priamo s ľudským nervovým systémom. Mohli by nahradiť poškodené časti mozgu, doplniť prerušené spojenia pri úrazoch alebo neurodegeneratívnych ochoreniach a zároveň slúžiť ako výskumný nástroj pri štúdiu vedomia. Otvorenou otázkou zostáva, či sa podarí spojiť elektronickú sieť a živé neuróny tak, aby mozog nového „spojenca“ plne prijal.
Ak sa podarí tieto prekážky prekonať, môžu budúce čipy s transneurónmi úplne zmeniť predstavu o tom, čo je stroj a čo je organizmus. Robot s umelým nervovým systémom sa nebude učiť len z dát, ale aj z vlastných skúseností v reálnom svete. Práve tam sa podľa vedcov rozhodne, či dnešný experimentálny neurón zostane laboratórnou kuriozitou, alebo sa stane základom novej generácie inteligentných bytostí.
