کنترل پروانه‌ها با استفاده از ریزمغز‌های انسانی!

به گزارش مجله خبری نگار/ایمنا، در سال ۲۰۲۴، پیشرفت‌های چشمگیر هوش مصنوعی و فناوری‌های مرتبط با جهان‌های مجازی به حوزه‌های پزشکی، سیاست و حتی سیستم قضائی نفوذ کرده و امکانات جدیدی را به وجود آورده است. یکی از مهم‌ترین دستاورد‌های اخیر، تلفیق دنیای مجازی با ریزمغز‌های انسانی است که توسط استارتاپ فاینال‌اسپارک، مستقر در سوئیس، معرفی شده است. این استارتاپ از پلتفرمی با نام نوروپلتفرم رونمایی کرده است؛ نخستین پلتفرم ابری زیستی که برای استفاده از ریزمغز‌ها طراحی شده و به محققان امکان می‌دهد از طریق اینترنت با این ریزمغز‌های کوچک و پیچیده تعامل برقرار کنند.

برای نمایش توانایی‌های این ریزمغزها، تیم پژوهشی دنیای مجازی شامل یک پروانه شبیه‌سازی شده را ایجاد کردند. در این جهان مجازی، کاربر با کلیک روی نقاط مختلف صفحه، باعث می‌شود که نرم‌افزار بررسی کند آیا پروانه می‌تواند آن نقطه را ببیند یا خیر. در صورتی که نقطه در محدوده دید پروانه باشد، ریزمغز‌ها دستور می‌دهند که پروانه به سمت آن حرکت کند؛ اما در غیر این صورت، پروانه به صورت تصادفی به پرواز خود ادامه می‌دهد. دانیل بِرگِر، یکی از مهندسان توسعه این پروژه در فاینال‌اسپارک، در توضیح این عملکر اظهار کرد: در حالی که حرکت پروانه توسط نرم‌افزار اجرا می‌شود، تصمیم‌گیری درباره انتخاب الگو‌های حرکتی خاص به‌طور کامل بر اساس پاسخ ریزمغز‌ها به تحریکات صورت می‌گیرد. وی افزود: به عبارت دیگر، ریزمغز‌ها به عنوان یک سیستم عصبی زیستی، نقش اساسی در تصمیم‌گیری‌های این سیستم ایفا می‌کنند.

این ریزمغز‌ها که به اندازه یک نخود بوده و از حدود ۱۰،۰۰۰ نورون تشکیل شده‌اند، از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی انسانی (iPSCs) به دست آمده‌اند. این نورون‌ها در دمای ۳۷ درجه سانتی‌گراد نگهداری می‌شوند و می‌توانند به تحریکات مختلف از طریق آرایه‌های چندالکترودی (MEA) پاسخ دهند. استفاده از آرایه‌های چندالکترودی، که به طور معمول در علوم اعصاب برای اندازه‌گیری فعالیت‌های الکتریکی نورون‌ها به کار می‌روند، به پژوهشگران این امکان را می‌دهد تا واکنش‌های دقیق و زنده نورون‌ها را به محرک‌ها در زمان واقعی ثبت کنند.

بِرگِر اشاره کرد که یکی از ویژگی‌های متمایز این پلتفرم، استفاده از ریزمغز‌ها به عنوان شبکه‌های عصبی زیستی (BNN) است. این قابلیت به جای استفاده از پردازنده‌های معمولی، پردازش‌های پیچیده را به ریزمغز‌ها سپرده و از انرژی کمتری نسبت به ابرکامپیوتر‌ها بهره می‌برد. بِرگِر در این زمینه اظهار می‌کند: شبکه‌های عصبی زیستی با این قابلیت به دانشمندان اجازه می‌دهند که عملکرد و مصرف انرژی این شبکه‌ها را با پردازنده‌های متداول مقایسه کرده و تفاوت‌های عملکردی قابل توجهی را مشاهده کنند. با این حال، وی افزود که برای پایداری و عملکرد درست ریزمغزها، همچنان نیاز به تجهیزات کمکی مانند انکوباتور‌ها و سیستم‌های تحریک الکتریکی وجود دارد.

این پژوهش تنها به شبیه‌سازی حرکت پروانه محدود نمی‌شود، بلکه افق‌های جدیدی را در حوزه رایانش زیستی و شبکه‌های عصبی زیستی گشوده است.

تیم فاینال‌اسپارک با انتشار نتایج اولیه این تحقیق در مجله معتبر هوش مصنوعی مرز‌ها (Frontiers In Artificial Intelligence) قصد دارد تا کاربرد‌های آتی شبکه‌های عصبی زیستی را بیشتر مورد بررسی قرار دهد. این پروژه به عنوان اولین گام در توسعه سیستم‌های محاسباتی بر اساس ریزمغز‌های انسانی شناخته می‌شود که می‌تواند به زودی به توسعه شبکه‌های عصبی پیشرفته و کارآمدتری منجر شود.

بِرگِر با اشاره به دستاورد‌های این پروژه، بیان کرد که تیم فاینال‌اسپارک قصد دارد از ریزمغز‌های انسانی برای حل چالش‌های پیچیده‌تر در علوم داده و محاسبات پیشرفته استفاده کند. این شبکه‌های عصبی زیستی به دلیل مصرف انرژی کمتر و توانایی پردازش‌های دقیق، می‌توانند جایگزینی مناسب برای پردازنده‌های مرسوم باشند. وی افزود: اگرچه هنوز در مراحل ابتدایی این پژوهش قرار داریم، اما امیدواریم که این فناوری به زودی در زمینه‌های مختلفی همچون تحلیل داده‌های پیچیده و توسعه سیستم‌های هوشمند با بهره‌وری بالا مورد استفاده قرار گیرد.

این پژوهش علاوه بر بررسی‌های علمی و فناوری، می‌تواند به درک بهتر از عملکرد و کاربرد‌های بالقوه شبکه‌های عصبی زیستی کمک کند و در آینده‌ای نزدیک، تحولاتی در حوزه رایانش زیستی و هوش مصنوعی به وجود آورد.