Znanstvenici podučavaju robota da se samostalno kreće labirintom

Iako procesori djeluju kao mozak računala, oni se bitno razlikuju od stvarnog ljudskog mozga. Tranzistori koriste elektroničke signale za izvođenje logičkih operacija, dok se mozak oslanja na živčane stanice povezane preko sinapsi. Mozak koristi ovu signalizaciju za kontrolu tijela i percepciju okoline te koristi proces učenja kako bi pokrenuo reakciju sustava tijelo/mozak kada se percipiraju određeni podražaji. 

Vođenje robota kroz labirint

Grupa znanstvenika sada je primijenila ovo osnovno načelo učenja kroz iskustvo u pojednostavljenom obliku i upotrijebili su ga za upravljanje robotom kroz labirint koristeći organski neuromorfni krug. 

Tim je vodio Paschalis Gkoupidenis, koji je voditelj grupe u odjelu Paila Bloma na Institutu Max Planck za istraživanje polimera. Rad je rezultat suradnje između sveučilišta Eindhoven, Stanford, Brescia, Oxford i KAUST.

Rad je objavljen u časopisu Znanstveni napredak. 

Imke Krauhausen je doktorand u Gkoupidenisovoj grupi i na TU Eindhoven, kao i prvi autor objavljenog rada.

"Željeli smo upotrijebiti ovu jednostavnu postavku da pokažemo koliko moćni takvi 'organski neuromorfni uređaji' mogu biti u stvarnim uvjetima", rekao je Krauhausen. 

Istraživači su hranili pametni adaptivni krug senzornim signalima koji dolaze iz okoline kako bi postigli navigaciju robota unutar labirinta. Na svakom raskrižju labirinta naznačena je staza prema izlazu, ali robot obično krivo protumači vizualne signale i donese pogrešnu odluku prije nego što se izgubi. 

Primjena korektivnih podražaja

Budući da robot donosi te pogrešne odluke i završava u slijepoj ulici, obeshrabruje se da ih donosi primanjem korektivnih podražaja. Na primjer, ako robot udari u zid, korektivni podražaji izravno se primjenjuju na organski krug putem električnih signala induciranih senzorom dodira pričvršćenim na robota. 

Robot zatim postupno uči donositi ispravnu odluku sa svakim izvođenjem eksperimenta. To mu pomaže da izbjegne primanje korektivnih podražaja i na kraju pronađe pravi izlaz iz labirinta. Proces učenja odvija se isključivo na organskom adaptivnom krugu. 

“Bilo nam je jako drago vidjeti da robot može proći kroz labirint nakon nekoliko trčanja učeći na jednostavnom organskom krugu. Ovdje smo prikazali prvo, vrlo jednostavno postavljanje. Međutim, nadamo se da bi se u dalekoj budućnosti organski neuromorfni uređaji također mogli koristiti za lokalno i distribuirano računalstvo/učenje. To će otvoriti potpuno nove mogućnosti za primjene u stvarnoj robotici, sučeljima čovjek-stroj i dijagnostici na mjestu skrbi. Također se očekuje da će se pojaviti nove platforme za brzu izradu prototipa i obrazovanje, na sjecištu znanosti o materijalima i robotike.” Gkoupidenis kaže.