Un sistem nervos artificial simplu este capabil să imite modul în care oamenii răspund la lumină și poate învăța să îndeplinească sarcini de bază. Principiul ar putea fi folosit pentru a crea roboți și proteze mai utile.
Atunci când oamenii se confruntă cu stimuli externi, precum căldura sau lumina, aceștia pot reacționa rapid și în mod automat (de exemplu, în cazul în care este atinsă o suprafață fierbinte, mâna este retrasă în mod automat). Acestea sunt răspunsuri inconștiente. Totuși, răspunsurile conștiente, precum prinderea unei mingi, trebuie să fie perfecționate prin stimulare repetată.
Cercetătorii din cadru a trei universități din Coreea de Sud au dezvoltat un sistem artificial capabil să creeze un răspuns conștient la stimulii externi. Acesta este compus dintr-o fotodiodă, care transformă lumina într-un semnal electric, un tranzistor, care acționează într-un mod similar cu o sinapsă mecanică, un circuit de neuroni artificiali, care are rolul de „creier” al sistemului și o mână robotică.
Atunci când fotodioda detectează lumina, aceasta trimite un semnal electric prin tranzistor. Acest semnal este transportat către circuitul neuronului artificial. În acea zonă, circuitul învață cum să răspundă la semnal, trimițând o comandă către o mână robotică pe care o controlează.
În același timp cu aprinderea luminii, deasupra mâinii este aruncată o minge. Ideea este ca dispozitivul să învețe cum să miște mâna suficient de rapid pentru a prinde mingea.
Procesul este similar cu modul în care ochiul uman transmite semnale electrice, prin intermediul sinapselor, către creierul nostru, care apoi traduce acele semnale, decide asupra unui curs de acțiune și trimite o comandă mușchilor. Toate aceste acțiuni au loc într-o fracțiune de secundă.
În primele etape ale experimentului, viteza de traducere a semnalului luminos într-o comandă a fost destul de mică. Sistemul avea nevoie de 2,56 secunde pentru a „învăța” cum să reacționeze. După ce a fost expus în mod repetat la semnalul luminos și i s-a acordat timp pentru a procesa informațiile, timpul de reacție a scăzut la 0,23 secunde. Cercetătorii au declarat faptul că sistemul neuronal artificial poate imita un răspuns biologic conștient.
Acesta nu este primul sistem care încearcă să imite răspunsul biologic pe care îl au oamenii la stimuli externi. În cadrul unei lucrări efectuate în anul 2018 au fost detaliate o serie de încercări de a recrea neuroni senzoriali în interiorul pielii, în timp ce o lucrare realizată în anul 2019 s-a concentrat pe dezvoltarea sinapselor artificiale. Unul dintre autorii acelei lucrări a folosit chiar și un sistem nervos artificial pentru a controla mișcarea membrelor unui gândac.
Unul dintre obiectivele acestui tip de cercetare este acela de a ajuta persoanele cu afecțiuni neurologice să recapete controlul asupra organelor și membrelor pe care nu le pot controla la fel de rapid ca înainte.
„Acest sistem are potențial, în special în ceea ce privește efectuarea sarcinilor de asistență umană sau în instruirea sistemelor robotizate bazate pe mișcări umane”, a declarat Jonathan Aitken din cadrul Universității din Sheffield, Marea Britanie.
Aitken crede că sistemul ar putea fi combinat cu dispozitive „wearable”, care urmăresc modul în care oamenii se mișcă, pentru a crea roboți instruiți să se comporte într-un mod similar. De exemplu, acest lucru ar putea permite roboților să efectueze sarcini manuale, care necesită un răspuns la condițiile externe.
