Ученые создали искусственный нейрон, способный имитировать работу нескольких областей мозга. Он переключается между функциями, связанными со зрением, планированием и движением, сообщает iXBT.
Благодаря этому разработка не просто фиксирует сигналы, а обрабатывает их с помощью электрических импульсов. Такой подход делает искусственную систему ближе к биологическим вычислениям.
В отличие от традиционных моделей, выполняющих одну узкую задачу, новый транcнейрон меняет свои электрические параметры и берёт на себя разные роли. Он уже продемонстрировал способность имитировать зрительное, моторное и премоторное поведение. Поэтому технология может стать основой для компактных чипов, которые выполняют сложные функции с меньшим количеством компонентов.
В итоге это открывает путь к созданию более человекоподобных роботов, — отметил профессор Сергей Савельев из Университета Лафборо.
Имитация активности мозга с точностью до 100%
Во время тестирования транcнейрон сравнивали с записью нейронной активности макаки. Устройство воспроизвело импульсные паттерны из трёх областей мозга с точностью до 100%. Паттерны отличались друг от друга: от стабильных до хаотичных всплесков.
По словам профессора Александра Баланова, небольшие изменения электрических параметров позволяют устройству вести себя как разные нейроны. Кроме того, он уточнил, что искусственные нейроны чувствительны к изменениям среды — например, к давлению и температуре. Поэтому в будущем такие устройства могут лечь в основу новых сенсорных систем и более энергоэффективных компьютеров.
Нейрон, который не просто копирует, а думает
Исследователи показали, что транcнейрон способен перерабатывать входящую информацию. Если входной сигнал менялся, менялась и частота импульсов — точно как в биологических нейронах. При одновременной подаче двух сигналов реакция зависела от их временного соотношения. Обычно такая функция требует целой группы искусственных нейронов, однако новое устройство справилось само.
Гибкость работы обеспечивает мемристор — нанокомпонент, внутри которого атомы серебра создают и разрушают микроскопические мостики. Они формируют электрические импульсы. Температура, напряжение и сопротивление влияют на поведение устройства, поэтому нейрон может переключаться между ролями без программного управления.
Следующий шаг — «кора на чипе»
Доктор Сергей Гепштейн из Института Солка подчёркивает, что обычные компьютеры обрабатывают данные последовательно. Мозг же работает иначе.
Наш транcнейрон приближает нас к созданию "железа", которое не просто имитирует мозговую активность в коде, но и действительно работает как мозг, — говорит учёный.
Теперь команда планирует создать сеть транcнейронов — своеобразную «кору на чипе». По мнению исследователей, такие системы позволят роботам чувствовать окружающую среду и адаптироваться к ней в реальном времени. Более того, они смогут обучаться на протяжении всей своей «жизни» и работать при меньшем энергопотреблении.
Доктор Павел Борисов из Университета Лафборо считает, что в будущем подобные устройства смогут подключаться к нервной системе человека или помочь в изучении природы сознания.