ปัญญาประดิษฐ์
แมงกะพรุนพระจันทร์และโครงข่ายประสาทเทียม
แมงกะพรุนพระจันทร์ (ออเรเลีย ออริต้า) ซึ่งมีอยู่ในมหาสมุทรเกือบทั้งหมดของโลก กำลังได้รับการศึกษาโดยนักวิจัยเพื่อเรียนรู้ว่าเครือข่ายประสาทของพวกมันทำงานอย่างไร ด้วยการใช้กระดิ่งโปร่งแสงที่มีขนาดตั้งแต่ 30 ถึง XNUMX เซนติเมตร พวกไนดาเรียนจึงสามารถเคลื่อนที่ไปมาได้อย่างมีประสิทธิภาพมาก
ผู้เขียนหลักของการศึกษาคือ Fabian Pallasdies จากกลุ่มวิจัย Neural Network Dynamics และการคำนวณที่สถาบันพันธุศาสตร์ที่ มหาวิทยาลัยบอนน์.
“แมงกะพรุนเหล่านี้มีกล้ามเนื้อรูปวงแหวนที่หดตัว จึงช่วยผลักน้ำออกจากกระดิ่ง” Pallasdies อธิบาย
ประสิทธิภาพของการเคลื่อนไหวของพวกมันมาจากความสามารถของแมงกะพรุนพระจันทร์ในการสร้างกระแสน้ำวนที่ขอบกระดิ่ง ซึ่งจะเพิ่มแรงขับ
“นอกจากนี้ การหดตัวของระฆังต้องใช้พลังของกล้ามเนื้อเท่านั้น การขยายตัวจะเกิดขึ้นโดยอัตโนมัติเนื่องจากเนื้อเยื่อยืดหยุ่นและกลับคืนสู่รูปร่างเดิม” Pallasdies กล่าวต่อ
ขณะนี้กลุ่มนักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของเครือข่ายประสาทของแมงกะพรุนพระจันทร์ ใช้เพื่อตรวจสอบโครงข่ายประสาทเทียมและวิธีควบคุมการเคลื่อนที่ของแมงกะพรุนพระจันทร์
ศาสตราจารย์ ดร. Raoul-Martin Memmesheimer เป็นหัวหน้ากลุ่มวิจัย
“แมงกะพรุนเป็นหนึ่งในสิ่งมีชีวิตที่เก่าแก่ที่สุดและเรียบง่ายที่สุดที่เคลื่อนที่ไปมาในน้ำ” เขากล่าว
ทีมงานจะดูที่ต้นกำเนิดของระบบประสาทและสิ่งมีชีวิตอื่นๆ
มีการศึกษาแมงกะพรุนมานานหลายทศวรรษ และมีการรวบรวมข้อมูลทางสรีรวิทยาเชิงทดลองอย่างกว้างขวางระหว่างปี 1950 ถึง 1980 นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยบอนน์ใช้ข้อมูลเพื่อพัฒนาแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ พวกเขาศึกษาเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์ เครือข่ายเซลล์ประสาท สัตว์ทั้งตัว และน้ำโดยรอบ
Pallasdies กล่าวว่า "แบบจำลองนี้สามารถใช้เพื่อตอบคำถามว่าการกระตุ้นเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์ส่งผลให้เกิดการเคลื่อนไหวของแมงกะพรุนพระจันทร์ได้อย่างไร" Pallasdies กล่าว
แมงกะพรุนพระจันทร์สามารถรับรู้ตำแหน่งของพวกมันผ่านสิ่งเร้าที่เบาและด้วยอวัยวะทรงตัว สัตว์มีวิธีแก้ไขตัวเองเมื่อกระแสน้ำในมหาสมุทรหันเห สิ่งนี้มักจะเกี่ยวข้องกับการชดเชยการเคลื่อนไหวและการพุ่งเข้าหาผิวน้ำ นักวิจัยยืนยันผ่านแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ว่าแมงกะพรุนใช้โครงข่ายประสาทเทียมหนึ่งเครือข่ายสำหรับการว่ายไปข้างหน้าและสองเครือข่ายสำหรับการเคลื่อนที่แบบหมุน
กิจกรรมของเซลล์ประสาทจะเคลื่อนที่ไปทั่วกระดิ่งของแมงกะพรุนในรูปแบบคล้ายคลื่น และการเคลื่อนที่จะทำงานแม้ว่าส่วนใหญ่ของกระดิ่งจะได้รับบาดเจ็บก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยบอนน์สามารถอธิบายสิ่งนี้ได้ด้วยแบบจำลองของพวกเขา
“แมงกะพรุนสามารถรับและส่งสัญญาณบนกระดิ่งได้ทุกเมื่อ” Pallasdies กล่าว “เมื่อเซลล์ประสาทหนึ่งทำงาน เซลล์อื่นๆ ก็ทำงานเช่นกัน แม้ว่าส่วนต่างๆ ของกระดิ่งจะบกพร่องก็ตาม”
แมงกะพรุนพระจันทร์เป็นสัตว์สายพันธุ์ล่าสุดที่มีการศึกษาเครือข่ายประสาท สภาพแวดล้อมทางธรรมชาติสามารถให้คำตอบมากมายสำหรับคำถามใหม่ๆ เกี่ยวกับโครงข่ายประสาทเทียม ปัญญาประดิษฐ์ วิทยาการหุ่นยนต์ และอื่นๆ ปัจจุบันมีการพัฒนาหุ่นยนต์ใต้น้ำโดยอาศัยหลักการว่ายน้ำของแมงกะพรุน
“บางทีการศึกษาของเราสามารถช่วยปรับปรุงการควบคุมอัตโนมัติของหุ่นยนต์เหล่านี้ได้” Pallasdies กล่าว
นักวิทยาศาสตร์หวังว่าการวิจัยและงานต่อเนื่องของพวกเขาจะช่วยอธิบายวิวัฒนาการเริ่มต้นของโครงข่ายประสาทเทียม
