Hệ thần kinh nhân tạo phát hiện ánh sáng và học cách bắt nó như con người | H-care.vn

Một hệ thống thần kinh nhân tạo đơn giản có thể bắt chước cách con người phản ứng với ánh sáng và học cách thực hiện các nhiệm vụ cơ bản. Nguyên tắc này có thể được sử dụng để tạo ra những robot và bộ phận giả hữu ích hơn.

Con người, khi đối mặt với các kích thích bên ngoài như nhiệt hoặc ánh sáng, có thể phản ứng nhanh chóng và tự động: hãy nghĩ đến việc bạn rút tay ra khỏi bề mặt nóng hoặc chân bạn nhấc lên khi bạn va vào đầu gối. Đây là những phản ứng vô thức. Nhưng những phản ứng có ý thức, chẳng hạn như bắt bóng, phải được mài giũa thông qua kích thích lặp đi lặp lại.

Các nhà nghiên cứu từ ba trường đại học Hàn Quốc đã phát triển một hệ thống nhân tạo có khả năng mô phỏng phản ứng có ý thức đối với các kích thích bên ngoài. Nó bao gồm một đi-ốt quang, chuyển đổi ánh sáng thành tín hiệu điện, một bóng bán dẫn hoạt động như một khớp thần kinh cơ học, một mạch nơ-ron nhân tạo, hoạt động như bộ não của hệ thống và một bàn tay rô-bốt.

Khi đi-ốt quang phát hiện ánh sáng, nó sẽ gửi tín hiệu điện qua bóng bán dẫn báo hiệu đèn sáng. Tín hiệu đó được mang đến mạch của tế bào thần kinh nhân tạo. Ở đó, tin nhắn được nhận và mạch đó sau đó học cách phản hồi tín hiệu, gửi lệnh đến một bàn tay robot mà nó điều khiển.

Đồng thời với việc bật đèn, bắt đầu toàn bộ quá trình trong điốt quang, một quả bóng được thả từ phía trên tay. Ý tưởng là cỗ máy học cách khum bàn tay đủ nhanh để bắt bóng.

Quá trình này tương tự như cách mắt chúng ta truyền tín hiệu điện qua các khớp thần kinh đến não, sau đó não sẽ dịch các tín hiệu đó, quyết định hướng hành động và ra lệnh cho các cơ di chuyển, tất cả chỉ trong một phút giây.

Trong giai đoạn đầu của thí nghiệm, bộ não của hệ thống chậm chuyển đổi tín hiệu ánh sáng thành quyết định tách tay. Trước khi “học” cách phản ứng, hệ thống mất 2,56 giây để làm như vậy. Sau khi liên tục tiếp xúc với tín hiệu ánh sáng và dành thời gian để xử lý những việc cần làm, thời gian này giảm xuống còn 0,23 giây. Các nhà nghiên cứu cho biết hệ thống thần kinh nhân tạo đang bắt chước một thứ giống như phản ứng sinh học có ý thức.

Hệ thống này không phải là hệ thống đầu tiên cố gắng bắt chước phản ứng sinh học của con người đối với các kích thích bên ngoài. Một bài báo năm 2018 đã trình bày chi tiết về các nỗ lực tái tạo tế bào thần kinh cảm giác trong da, trong khi một bài báo năm 2019 tập trung vào sự phát triển của các khớp thần kinh nhân tạo. Một trong những tác giả của bài báo đó thậm chí đã sử dụng một hệ thống thần kinh nhân tạo để kiểm soát chuyển động của các chi của gián.

Một trong những mục tiêu của loại hình nghiên cứu này là giúp những người mắc bệnh thần kinh lấy lại quyền kiểm soát các cơ quan và tay chân mà họ không thể kiểm soát nhanh chóng như trước.

Jonathan Aitken từ Đại học Sheffield, Vương quốc Anh cho biết: “Hoạt động của thiết bị rất hứa hẹn, đặc biệt là trong các nhiệm vụ hỗ trợ con người hoặc đào tạo các hệ thống rô-bốt dựa trên chuyển động của con người”.

Aitken cho rằng hệ thống này có thể được kết hợp với các thiết bị đeo được theo dõi cách mọi người di chuyển để tạo ra các rô-bốt được huấn luyện để hành xử theo cách tương tự. Ví dụ, nó có thể cho phép robot thực hiện các tác vụ thủ công đòi hỏi phải phản ứng với các tình huống bên ngoài.