Επιστήμονες Διδάσκουν Ρομπότ να Διανavigates Maze Ανεξάρτητα

Ενώ οι επεξεργαστές λειτουργούν ως το μυαλό του υπολογιστή, είναι θεμελιωδώς διαφορετικοί από το πραγματικό ανθρώπινο μυαλό. Οι τρανζίστορ χρησιμοποιούν ηλεκτρονικά σήματα για να εκτελέσουν λογικές πράξεις, ενώ το μυαλό βασίζεται σε νευρώνες που συνδέονται μέσω συνάψεων. Το μυαλό χρησιμοποιεί αυτό το σήμα για να ελέγξει το σώμα και να αντιληφθεί το περιβάλλον και χρησιμοποιεί μια διαδικασία μάθησης για να ενεργοποιήσει την αντίδραση του συστήματος σώματος/μυαλού όταν αντιλαμβάνεται certains ερεθίσματα.

Διεύθυνση Ρομπότ Μέσω Ένας Λαβυρίνθου

Μια ομάδα επιστημόνων έχει εφαρμόσει αυτό το βασικό αρχή της μάθησης μέσω εμπειρίας σε μια απλοποιημένη μορφή και το χρησιμοποιούν για να διευθύνουν ένα ρομπότ μέσω ενός λαβυρίνθου χρησιμοποιώντας ένα οργανικό νευρομορφικό κύκλωμα.

Η ομάδα ηγήθηκε από τον Paschalis Gkoupidenis, ο οποίος είναι αρχηγός της ομάδας στο τμήμα του Pail Blom στο Ινστιτούτο Πολυμερούχων Ερευνών Max Planck. Το έργο ήταν αποτέλεσμα συνεργασίας μεταξύ των Πανεπιστημίων Eindhoven, Stanford, Brescia, Oxford και KAUST.

Το έγγραφο δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Scientific Advances.

Η Imke Krauhausen είναι διδακτορική φοιτήτρια στην ομάδα του Gkoupidenis και στο TU Eindhoven, καθώς και πρώτη συγγραφέας του δημοσιευμένου εγγράφου.

«Θελήσαμε να χρησιμοποιήσουμε αυτό το απλό στήσιμο για να δείξουμε πόσο ισχυρά μπορούν να είναι τέτοια «οργανικά νευρομορφικά συσκευές» σε πραγματικές συνθήκες», είπε η Krauhausen.

Οι ερευνητές έτρεψαν το έξυπνο προσαρμοζόμενο κύκλωμα με αισθητηριακά σήματα που προέρχονται από το περιβάλλον για να επιτύχουν τη ναυτιλία του ρομπότ μέσα στον λαβυρίνθο. Σε κάθε τομή του λαβυρίνθου, η διαδρομή προς την έξοδο ήταν ενδεικτική, αλλά το ρομπότ συνήθως παρεξηγεί τα οπτικά σήματα και λαμβάνει λάθος αποφάσεις πριν χαθεί.

Εφαρμογή Διορθωτικών Ερεθισμάτων

Όταν το ρομπότ λαμβάνει αυτές τις λάθος αποφάσεις και καταλήγει σε μονοπάτια τέλους, αποθαρρύνεται να τις λάβει λαμβάνοντας διορθωτικά ερεθίσματα. Για παράδειγμα, αν το ρομπότ χτυπήσει ένα τοίχωμα, τα διορθωτικά ερεθίσματα εφαρμόζονται απευθείας στο οργανικό κύκλωμα μέσω ηλεκτρικών σημάτων που προκαλούνται από einen αισθητήρα αφής που είναι συνδεδεμένος στο ρομπότ.

Το ρομπότ μαθαίνει σταδιακά να λαμβάνει τις σωστές αποφάσεις με κάθε εκτέλεση του πειράματος. Αυτό το βοηθά να αποφεύγει τη λήψη διορθωτικών ερεθισμάτων και τελικά βρίσκει τη σωστή έξοδο από τον λαβυρίνθο. Η διαδικασία μάθησης λαμβάνει χώρα αποκλειστικά στο οργανικό προσαρμοζόμενο κύκλωμα.

«Ημασταν πολύ χαρούμενοι να δούμε ότι το ρομπότ μπορεί να περάσει από τον λαβυρίνθο μετά από κάποιες εκτελέσεις μαθαίνοντας σε ένα απλό οργανικό κύκλωμα. Έχουμε δείξει εδώ μια πρώτη, πολύ απλή διάταξη. Ωστόσο, στο μακρινό μέλλον, ελπίζουμε ότι οργανικά νευρομορφικά συσκευές θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τοπική και κατανεμημένη υπολογιστική/μάθηση. Αυτό θα ανοίξει εντελώς νέες δυνατότητες για εφαρμογές σε πραγματικές ρομποτικές, ανθρώπινες-μηχανικές διεπαφές και διαγνωστικές σε σημείο φροντίδας. Νέα πλατφόρμες για γρήγορη προτυποποίηση και εκπαίδευση, στο σταυροδρόμι της επιστήμης των υλικών και της ρομποτικής, αναμένεται επίσης να εμφανιστούν.» Λέει ο Gkoupidenis.