Клетки мозга взялись за Doom. Ученые показали, как живые нейроны учатся стрелять по демонам
NewsMakerCortical Labs вырастила около 200 тысяч человеческих нейронов на чипе CL1 и научила биокомпьютер реагировать на врагов в игре в реальном времени.
Клетки человеческого мозга, выращенные в лаборатории, научили играть в Doom. Пока игровой навык выглядит не как победа киберспортсмена, а как первые попытки человека, который впервые взял в руки мышь и клавиатуру. Нейроны врезались в стены, стреляли мимо и крутились на месте, но со временем начали чаще замечать врагов и попадать по целям.
Эксперимент провели австралийские исследователи из Cortical Labs. Компания разрабатывает систему, где живые нейроны работают вместе с кремниевым компьютерным чипом. В каждом таком «биологическом компьютере» находится около 200 тысяч человеческих клеток мозга. Клетки выращивают из стволовых клеток, полученных из образцов крови доноров.
Раньше Cortical Labs уже показывала, как нейроны учатся играть в Pong, простую игру с ракеткой и мячом. Doom стал куда более сложной задачей. Игра требует ориентироваться в трехмерном пространстве, реагировать на происходящее вокруг и атаковать противников. Для сгустка клеток на чипе такой мир не похож на привычный компьютерный интерфейс.
По словам старшего научного сотрудника Cortical Labs Алона Леффлера, сначала нейроны вели себя как новичок, который никогда не запускал видеоигры. Клетки часто направляли персонажа в стены, стреляли по стенам и совершали странные повороты. Затем активность нейронов стала упорядоченнее, а атаки по врагам попадали в цель чаще и точнее.
До аккуратного прохождения Doom системе далеко. Один демон выдерживает несколько попыток, пока выстрелы летят в разные стороны и только потом попадают в цель. Но для исследователей важен не красивый игровой результат, а способность нейронов менять поведение в ответ на сигналы и учиться выполнять задачу с понятной целью.
Чтобы связать Doom с живыми клетками, команда перевела цифровую среду игры в электрические сигналы. Когда на экране появляется враг, отдельные электроды на чипе CL1 стимулируют нейроны определенным образом. Разные паттерны активности клеток превращаются в действия персонажа, включая выстрел, поворот или движение в сторону.
Ученые видят активность нейронов на экране подключенного компьютера. Система отображает тысячи мелких точек, которые показывают, как клетки реагируют на стимулы. По этим данным исследователи меняют входные сигналы и постепенно направляют поведение нейронной культуры.
Cortical Labs не считает компьютерные игры главным применением CL1. По словам научного и операционного директора компании Бретта Кагана, лаборатория только начинает понимать, какие задачи способны решать такие нейронные культуры внутри гибридных систем. Компания уже изучает применение платформы в робототехнике, задачах обучения в реальном времени, моделировании болезней, проверке лекарств и персонализированной медицине.
Каган называет CL1 более устойчивой и мощной формой интеллекта, но подчеркивает, что разработка не должна заменить современные системы искусственного интеллекта. Цель проекта состоит в новых возможностях, которые обычные кремниевые вычисления пока не дают.
Главный аргумент в пользу таких систем связан с энергией. Человеческий мозг работает примерно на 20 ваттах, а обычные компьютеры и современные системы искусственного интеллекта не приблизились к такой эффективности. На фоне роста вычислительных нагрузок экономия энергии становится не красивым бонусом, а инженерной проблемой для всей индустрии.
Ограничений у технологии пока много. Нейронные культуры живут около шести месяцев, а результаты экспериментов еще нельзя назвать стабильными и полностью программируемыми. Но глава исследовательской компании Ingenuity Уильям Китинг считает разработку реальной наукой, а не эксцентричным трюком. По его словам, индустрии нужны новые способы удерживать энергопотребление под контролем и добиваться большей эффективности вычислений.
Клетки человеческого мозга, выращенные в лаборатории, научили играть в Doom. Пока игровой навык выглядит не как победа киберспортсмена, а как первые попытки человека, который впервые взял в руки мышь и клавиатуру. Нейроны врезались в стены, стреляли мимо и крутились на месте, но со временем начали чаще замечать врагов и попадать по целям.
Эксперимент провели австралийские исследователи из Cortical Labs. Компания разрабатывает систему, где живые нейроны работают вместе с кремниевым компьютерным чипом. В каждом таком «биологическом компьютере» находится около 200 тысяч человеческих клеток мозга. Клетки выращивают из стволовых клеток, полученных из образцов крови доноров.
Раньше Cortical Labs уже показывала, как нейроны учатся играть в Pong, простую игру с ракеткой и мячом. Doom стал куда более сложной задачей. Игра требует ориентироваться в трехмерном пространстве, реагировать на происходящее вокруг и атаковать противников. Для сгустка клеток на чипе такой мир не похож на привычный компьютерный интерфейс.
По словам старшего научного сотрудника Cortical Labs Алона Леффлера, сначала нейроны вели себя как новичок, который никогда не запускал видеоигры. Клетки часто направляли персонажа в стены, стреляли по стенам и совершали странные повороты. Затем активность нейронов стала упорядоченнее, а атаки по врагам попадали в цель чаще и точнее.
До аккуратного прохождения Doom системе далеко. Один демон выдерживает несколько попыток, пока выстрелы летят в разные стороны и только потом попадают в цель. Но для исследователей важен не красивый игровой результат, а способность нейронов менять поведение в ответ на сигналы и учиться выполнять задачу с понятной целью.
Чтобы связать Doom с живыми клетками, команда перевела цифровую среду игры в электрические сигналы. Когда на экране появляется враг, отдельные электроды на чипе CL1 стимулируют нейроны определенным образом. Разные паттерны активности клеток превращаются в действия персонажа, включая выстрел, поворот или движение в сторону.
Ученые видят активность нейронов на экране подключенного компьютера. Система отображает тысячи мелких точек, которые показывают, как клетки реагируют на стимулы. По этим данным исследователи меняют входные сигналы и постепенно направляют поведение нейронной культуры.
Cortical Labs не считает компьютерные игры главным применением CL1. По словам научного и операционного директора компании Бретта Кагана, лаборатория только начинает понимать, какие задачи способны решать такие нейронные культуры внутри гибридных систем. Компания уже изучает применение платформы в робототехнике, задачах обучения в реальном времени, моделировании болезней, проверке лекарств и персонализированной медицине.
Каган называет CL1 более устойчивой и мощной формой интеллекта, но подчеркивает, что разработка не должна заменить современные системы искусственного интеллекта. Цель проекта состоит в новых возможностях, которые обычные кремниевые вычисления пока не дают.
Главный аргумент в пользу таких систем связан с энергией. Человеческий мозг работает примерно на 20 ваттах, а обычные компьютеры и современные системы искусственного интеллекта не приблизились к такой эффективности. На фоне роста вычислительных нагрузок экономия энергии становится не красивым бонусом, а инженерной проблемой для всей индустрии.
Ограничений у технологии пока много. Нейронные культуры живут около шести месяцев, а результаты экспериментов еще нельзя назвать стабильными и полностью программируемыми. Но глава исследовательской компании Ingenuity Уильям Китинг считает разработку реальной наукой, а не эксцентричным трюком. По его словам, индустрии нужны новые способы удерживать энергопотребление под контролем и добиваться большей эффективности вычислений.