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机器人有了这两个脑细胞后,能像人一样自我导航

本文作者: 金红 2015-10-22 17:14
导语:人类和其他动物有辨别方位的能力,这是由于我们的大脑中有两种神经元脑细胞“位置”和“网格”在工作,如果机器人也有这两个神经元脑细胞呢,它们是不是也能辨识方向。

 机器人有了这两个脑细胞后,能像人一样自我导航

一直以来,人类都在设法让机器人像人一样思考,换句话说就是,像人脑神经网络一样工作。其中一个很重要的能力是对周围环境的认知,人类和其他动物有辨别方位的能力,这是由于我们的大脑中有两种神经元脑细胞“位置”和“网格”在工作,这两个脑细胞分别位于海马体区域和内嗅皮层区域,被称为大脑定位系统。如果机器人也有这两个神经元脑细胞呢,它们是不是也能辨识方向。

据MIT报道,以新加坡科技研究局(A*STAR)教授李海洲(音译)为首的研究团队为机器人模拟了这两种细胞,他们并未模式脑细胞的物理实体,只是在软件中构建了一个简单的二维模型,不过实验发现这些模拟的脑细胞确实能够帮助一个轮式机器人辨别方向。

这项研究意义重大,它证明了机器能够模拟人类大脑错综复杂的活动。以前,有研究者同样也曾多次用人工神经网络来训练机器人识别和抓取物体,不过这些并未真正反映出真实生物大脑的复杂性和微妙性。在给A*STAR另外两名教授的邮件中,李海洲如此写道:“人造网格细胞能够提供一个自适应的、强健的地图和导航系统。人类和其他动物对于环境有一种本能的导航能力,毫不费力。”

位置细胞最早是在20世纪70年代由 John O’Keefe 发现,他发现每当一只老鼠经过区域内同一点时,位置细胞就会发射。网格细胞由 May-Britt 和 Edvard Moser 于2005年发现。每当动物到达一个三角网格中的任意位置时,网格细胞就会激活,并提供一个更加具体的空间位置信息。

位置细胞与网格细胞还有其他同类型的脑细胞一起,再加上大脑对感觉信息的处理,网格和位置细胞为动物提供了一种内部感知,可以感知周围的世界及自身位于其中的位置。这个发现让三个科学家获得了在2014年获得诺贝尔医学奖。

受此启发,李海洲等人想在机器人身上同样做此实验。他们将机器人安置在一间35平方米的办公室内让其自由游荡,以此验证它的人造位置细胞和网格细胞起到了与动物细胞相似的效果。

当然,这个导航系统目前还比较初级,研究者说他们需要开发一个更加便捷的系统,例如如何应对环境的改变。同时李海洲希望这个研究能让神经科学家更好地了解大脑的定位导航系统中的功能。

对大脑的研究一直以来被当做更好地研究人工智能,不过大脑的结构复杂性让神经学研究变得异常困难。艾伦人工智能研究所CEO Oren Etzioni 表示人工神经网络其实受大脑影响非常小,“它们是分布式的计算元素,但是与神经元相比非常简单,连接与神经突触相比也相当简单。”对于李海洲等人的研究,他说“看起来不错,这正是让人激动的地方。”

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