گروهی از دانشمندان از دانشگاه هاروارد و شرکت گوگل همکاری کردند تا یک مغز مصنوعی برای یک موش مجازی بسازند. این کار جدید و بسیار ارزشمند که در مجله معتبر "Nature" منتشر شده است، راه های جدیدی را برای مطالعه و فهم چگونگی کارکرد مغزها با استفاده از تکنیک های پیشرفته هوش مصنوعی باز می کند.
به زبان ساده تر، دانشمندان توانستند یک مدل مصنوعی از مغز موش ایجاد کنند. این دستاورد جدید به محققان کمک می کند تا بهتر بفهمند مغزها چگونه کار می کنند و چطور می توان از تکنولوژی های هوش مصنوعی برای درک بهتر مغز استفاده کرد. این یک پیشرفت مهم و جالب در علم نوروساینس محسوب می شود.
ساختن مغز موش مجازی
برای ساختن یک مغز مجازی برای موش، تیم محققان از داده‌های دقیق و باکیفیتی که از موش‌های واقعی ثبت شده بود استفاده کردند. محققان دانشگاه هاروارد با همکاری تیم DeepMind کار کردند تا یک مدل دیجیتالی واقعی و عملکردی از مغز موش بسازند. یک دانشجوی فارغ التحصیل به نام دیگو آلداروندو هم با محققان DeepMind همکاری کرد تا یک شبکه عصبی مصنوعی (ANN) را آموزش بدهد. این شبکه عصبی مصنوعی به عنوان مغز مجازی موش عمل می‌کند و با استفاده از روش‌های قدرتمند یادگیری ماشینی مثل یادگیری تقویتی آموزش دیده است.
این شبکه عصبی برای استفاده از مدل‌های دینامیکی معکوس آموزش داده شده است. فکر می‌شود که مغز ما از چنین مدل‌هایی برای هدایت حرکات استفاده می‌کند. این مدل‌ها به مغز اجازه می‌دهند مسیری را که برای انجام یک حرکت خاص لازم است محاسبه کنند و آن را به دستورات حرکتی مناسب مثل رسیدن به یک فنجان قهوه تبدیل کنند. شبکه عصبی مصنوعی موش با استفاده از مسیرهای مرجع گرفته شده از داده‌های واقعی، یاد گرفته است چگونه نیروهای مورد نیاز برای انجام طیف وسیعی از رفتارها را ایجاد کند، حتی رفتارهایی که به صورت مستقیم آموزش داده نشده‌اند.
به گفته پروفسور اولوکزکی، تیم DeepMind یک خط لوله برای آموزش عوامل بیومکانیکی برای حرکت در محیط‌های پیچیده ایجاد کرده است. او می‌گوید که تیم آن‌ها به راحتی امکانات لازم برای انجام چنین شبیه‌سازی‌هایی و آموزش این شبکه‌ها را نداشت. او بر نقش حیاتی محققان DeepMind در دست یابی به این پیشرفت تاکید کرد و گفت این همکاری عالی بود.
نتیجه این تلاش ها، یک مغز مجازی است که می‌تواند یک مدل سه بعدی بیومکانیکی واقع‌گرایانه از موش را در یک شبیه‌ساز فیزیکی پیچیده کنترل کند و به طور دقیق حرکات یک موش واقعی را تقلید کند.
برنامه های کاربردی بالقوه
اینکه موش مجازی با مغز مصنوعی خود، رفتارهای پیچیده را بروز می‌دهد، می‌تواند برای دانشمندان علوم اعصاب راه‌گشا باشد. آن‌ها با مطالعه اینکه چطور این مغز مصنوعی حرکات موش‌های مجازی را کنترل می‌کند، می‌توانند به درک بهتری از چگونگی عملکرد مغزهای واقعی دست پیدا کنند.
این پیشرفت همچنین می‌تواند به توسعه سیستم‌های کنترل رباتیک پیشرفته‌تر کمک کند. همانطور که یکی از محققان اشاره کرده، این پلتفرم می‌تواند به عنوان نمونه‌ای برای طراحی سیستم‌های کنترلی بهتر برای ربات‌ها مورد استفاده قرار گیرد. با شناخت بیشتر از اینکه چگونه مغز مجازی رفتارهای پیچیده را تولید می‌کند، دانشمندان ممکن است قادر به توسعه ربات‌های پیچیده‌تر و سازگارتر باشند.
جنبه هیجان‌انگیزتر این تحقیق، ایجاد زمینه جدیدی به نام "علوم اعصاب مجازی" است. در این حوزه، حیوانات شبیه‌سازی‌شده با هوش مصنوعی می‌توانند به عنوان مدل‌های شفاف و راحت برای مطالعه مغز استفاده شوند، حتی در شرایط بیماری. این شبیه‌سازی‌ها ممکن است پنجره‌ای بی‌سابقه به مکانیزم‌های عصبی پشت انواع اختلالات عصبی بگشایند و منجر به استراتژی‌های درمانی نوین شوند.
خودمختاری بیشتر با هوش مصنوعی
محققان به تازگی موفق شده‌اند موش‌های مجازی و شبیه‌سازی شده‌ای بسازند که می‌توانند مستقل و مانند موش‌های واقعی عمل کنند. بر اساس این کار نوآورانه، محققان قصد دارند به این موش‌های مجازی امکان بیشتری برای حل مسائل شبیه به موش‌های واقعی بدهند.
به گفته یکی از دانشمندان، از آزمایش‌هایی که بر روی این موش‌های مجازی انجام داده‌اند، ایده‌های خوبی در مورد چگونگی حل چنین مسائلی و چگونگی اجرای الگوریتم‌های یادگیری که موجب کسب مهارت‌های جدید می‌شوند، به دست آورده‌اند.
با افزایش استقلال موش‌های مجازی، دانشمندان می‌توانند نظریه‌های خود در مورد الگوریتم‌های یادگیری که امکان کسب مهارت‌های جدید را فراهم می‌کنند، را آزمایش کنند. این کار می‌تواند اطلاعات ارزشمندی در مورد نحوه یادگیری مغزهای واقعی و سازگاری آن‌ها با چالش‌های جدید به دست بیاورد.
درنهایت، هدف اصلی این است که درک ما از چگونگی ایجاد رفتارهای پیچیده توسط مغزهای واقعی بهبود یابد. محققان قصد دارند از موش‌های مجازی برای آزمایش این ایده‌ها استفاده کنند و به پیشرفت درک خود از چگونگی ایجاد رفتار پیچیده مغزهای واقعی کمک کنند. با ادامه بهبود و گسترش این رویکرد نوآورانه، دانشمندان علوم اعصاب و محققان هوش مصنوعی می‌توانند با یکدیگر همکاری کنند تا اسرار مغز را کشف و سیستم‌های هوشمندتر و سازگارتری ایجاد کنند.