I mini-cervelli viventi ora possono controllare i robot

I mini-cervelli viventi ora possono controllare i robot
I mini-cervelli viventi ora possono controllare i robot
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La ricerca sugli organoidi – piccoli gruppi di cellule viventi specializzate coltivate in laboratorio che imitano il funzionamento di un organo – sta avanzando a rotta di collo. Inizialmente, questo approccio veniva utilizzato principalmente per testare sostanze su popolazioni molto specifiche di cellule, in particolare in fase di sviluppo dei trattamenti farmacologici. Ma da qualche tempo ne esiste una tipologia ben precisa che sembra attirare decisamente più attenzione delle altre: organoidi cerebrali.

Questi mini-cervelli sintetici che non possono pensare o sentire nulla, ma rimangono comunque funzionali al livello più elementare, svolgono un ruolo importante nelle neuroscienze fondamentali, ma non solo. Oggi, sempre più ricercatori stanno esplorando il loro interesse anche nel contesto dell’apprendimento automatico.

Brains on a chip, i nuovi beniamini dei ricercatori di intelligenza artificiale

In effetti, un vecchio adagio dice che il cervello umano rimane il computer più potente che esista, un’interpretazione rafforzata dal fatto che gli attuali modelli di intelligenza artificiale cercano come meglio possono di imitarne l’architettura, con vari gradi di successo.

Dopotutto, entrambe le tecnologie si basano sugli stessi meccanismi fondamentali. Un gran numero di neuroni, virtuali o biologici, formano reti dinamiche la cui architettura si evolve ogni volta che vengono sottoposti a un segnale.

Sempre più ricercatori partono quindi da un’osservazione in definitiva piuttosto pragmatica: perché prendersi la briga di partire da zero per produrre una pallida copia del cervello umano, quando potremmo utilizzare direttamente questa meraviglia biologica che l’evoluzione ha ritenuto meritevole di ottimizzazione per milioni di persone? di anni?

Questa idea, a lungo confinata nella fantascienza, sta cominciando a prendere piede risultati davvero spettacolari. Nell’arco di cinque anni, ad esempio, abbiamo visto emergere gruppi di neuroni sintetici capaci di giocare a Pong, riconoscere parole o addirittura risolvere equazioni matematiche. Più recentemente, la startup svizzera Final Spark ha addirittura progettato un “ neuro-cloud computing »per consentire ai ricercatori di tutto il mondo di sperimentare questa tecnologia.

Ma potremmo aver appena raggiunto un nuovo traguardo; in un comunicato stampa notato da Nuovo Atlanteun gruppo composto da ricercatori cinesi ha affermato che l’intelligenza artificiale incarnata da un organoide cerebrale era ormai capace di… controllare un robot.

Robot con veri cervelli

Il comunicato stampa dell’Università di Tianjin (tradotto utilizzando DeepL) suggerisce che questo concetto, chiamato MetaBOC (per Brain-On-Chip, “ cervello su chip » in inglese), è ancora lungi dall’essere maturo. L’immagine presentata in testa all’articolo non è, inoltre, non un prodotto finito; è solo un oggetto dimostrativo che cerca di mostrare come potrebbe apparire un simile androide. Ma le basi concettuali sono già relativamente solide.

Organoidi come quelli dell’azienda FinalSpark potrebbero un giorno essere integrati nei robot. © Giordania et al.

Questa architettura si basa su un microcontrollore specializzato che è responsabile del collegamento tra il robot e il suo cervello sintetico. In sostanza, è lo stesso concetto utilizzato dai ricercatori che hanno fatto giocare il loro organoide a Pong, ma applicato a un’interfaccia meccanica. Secondo gli autori, questa architettura rende possibile utilizzare l’organoide cerebrale come modello di apprendimento automatico integrato. Il robot può così imparare gradualmente a muoversi, a evitare gli ostacoli e persino ad afferrare gli oggetti.

Molti ostacoli da superare

Il comunicato stampa dei ricercatori, tuttavia, non specifica il metodo esatto con cui intendono effettuare questo processo di apprendimento di rinforzo. Potevano fare affidamento interamente sull’elettronica, utilizzando piccoli impulsi elettrici paragonabili ai segnali trasmessi dal sistema nervoso. Allo stesso tempo, potrebbero anche utilizzare sostanze come dopamina sintesi per incoraggiare il brain-on-chip quando esegue un’azione soddisfacente.

Qualunque approccio tu scelgaresta ancora molto lavoro prima di arrivare a un robot funzionante. Infatti, anche se i neuroni organici presentano un certo numero di vantaggi rispetto ai loro equivalenti virtuali, soprattutto in termini di consumo energetico e flessibilità, costruire la macchina attorno a un organello vivente presenta anche degli svantaggi. Ciò comporta in particolare progettare un intero sistema di supporto vitale per fornire nutrienti e ossigeno, mantenere una temperatura vitale, proteggere tutti i microrganismi e così via. E questi fattori complicheranno notevolmente l’integrazione.

Nonostante questi limiti, sarà molto interessante osservare l’evoluzione di questo tema. Probabilmente è solo questione di tempo prima che un laboratorio produca un prototipo funzionante. E il processo che ci porterà lì sta arrivando piuttosto affascinante, sia dal punto di vista strettamente tecnologico che da quello etico. Infatti, l’arrivo dei primi sistemi meccanici dotati di cervelli artificiali, anche molto rudimentali, promette di mettere l’umanità di fronte ad un una serie di domande esistenziali piuttosto scomode sulla natura dell’intelligenza, sulle nozioni di coscienza e sensibilità, e così via.

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