ロボットを迷路で独立してナビゲートさせるための科学者たち

コンピューターの脳として働くプロセッサは、実際の人間の脳と根本的に異なります。トランジスターは電子信号を使用して論理演算を実行しますが、脳はシナプスを介して接続された神経細胞を使用します。脳はこの信号を使用して体を制御し、周囲の環境を感知し、特定の刺激を感知したときに体/脳システムの反応を引き起こすために学習プロセスを使用します。

迷路の中でロボットを操る

一群の科学者は、経験を通じて学習するこの基本原則を簡略化された形で適用し、有機ニューロモルフィック回路を使用してロボットを迷路で操ることにしました。

この研究は、パスカルス・グコピデニスが率いるマックス・プランク・ポリマー研究研究所のパイル・ブロム部門で行われました。この研究は、エインドホーベン大学、スタンフォード大学、ブレシア大学、オックスフォード大学、KAUSTの間の共同研究の結果です。

この研究結果は、Scientific Advances誌に掲載されました。

イムケ・クラウハウゼンは、グコピデニスのグループおよびエインドホーベン工科大学院の博士課程学生であり、この研究の第一著者です。

「私たちは、このシンプルなセットアップを使用して、実際の状況で『有機ニューロモルフィックデバイス』の強さを示したいと思いました」とクラウハウゼンさんは述べています。

研究者たちは、ロボットが迷路の中でナビゲートするために、環境から来る感覚信号をスマートな適応回路に与えました。迷路の各交差点で、出口への道が示されましたが、ロボットは通常、視覚信号を誤解し、間違った決定をしてしまい、迷路の中で迷ってしまいます。

矯正刺激を適用する

ロボットが間違った決定をして、行き止まりの道にたどり着くと、矯正刺激を受けて、間違った道を選ばないようにします。たとえば、ロボットが壁に当たると、触覚センサーがロボットに接続された有機回路に電気信号を直接適用し、矯正刺激を与えます。

ロボットは、実験を繰り返すごとに、正しい決定をして、矯正刺激を受けないように学習します。そうすることで、ロボットは迷路から出る正しい道を見つけることができます。この学習プロセスは、有機適応回路上で行われます。

「ロボットがシンプルな有機回路で学習し、迷路を通過することができたのは、非常に嬉しいことです。私たちは、まだ非常にシンプルなセットアップを示しましたが、将来的には、有機ニューロモルフィックデバイスが、現実世界のロボティクス、ヒューマン・マシン・インターフェイス、ポイント・オブ・ケア診断などの分野で、ローカルおよび分散コンピューティング/学習に使用される可能性があることを示唆しています。これにより、新しいプラットフォームが現れ、材料科学とロボティクスの交差点で、ラピッド・プロトタイピングや教育が可能になるでしょう。」グコピデニスさんは述べています。