Клетки человеческого мозга на чипе научились играть в Doom за неделю

Комок человека клетки мозга могу играть в классическую компьютерную игру Рок. Хотя его производительность не соответствует человеческим, эксперты говорят, что он приближает биологические компьютеры на шаг ближе к полезным реальным приложениям, таким как управление роботами-манипуляторами.

В 2021 году австралийская компания Кортикальные лаборатории использовала свои компьютерные чипы с нейронным питанием играть Понг. Чипы состояли из скоплений более чем 800 000 живых клеток мозга, выращенных на матрицах микроэлектродов, которые могут как отправлять, так и получать электрические сигналы. Исследователям пришлось тщательно обучать чипы управлять лепестками по обе стороны экрана.

Теперь Cortical Labs разработала интерфейс, который упрощает программирование этих чипов с использованием популярного языка программирования Python. Независимый разработчик, Шон Коулзатем использовал Python, чтобы научить чипы играть Рок, что он и сделал примерно за неделю.

«В отличие от Понг Работа, которую мы проделали несколько лет назад и которая представляла собой годы кропотливых научных усилий, эта демонстрация была проделана за считанные дни человеком, у которого раньше было относительно мало опыта работы непосредственно с биологией», — говорит Бретт Каган из кортикальных лабораторий. «Именно эта доступность и эта гибкость делают его по-настоящему захватывающим».

Нейронный компьютерный чип, который использовал примерно в четверть меньше нейронов, чем Понг демонстрация, игра Рок лучше, чем случайно стреляющий игрок, но намного ниже производительности лучших игроков-людей. Однако он обучается гораздо быстрее, чем традиционные системы машинного обучения на основе кремния, и должен иметь возможность улучшить свою производительность с помощью новых алгоритмов обучения, говорит Каган.

Однако сравнивать чипы с человеческим мозгом бесполезно, говорит он. «Да, он живой, и да, он биологический, но на самом деле он используется как материал, способный обрабатывать информацию совершенно особыми способами, которые мы не можем воссоздать в кремнии».

«Рок гораздо сложнее, чем предыдущие демонстрации, и успешное взаимодействие с ним подчеркивает реальные достижения в том, как можно контролировать и обучать живые нейронные системы», — говорит Эндрю Адамацкий в Университете Западной Англии в Бристоле, Великобритания.

Стив Фербер в Манчестерском университете, Великобритания, согласен с тем, что Рок значительно выше уровня игры Понгно он говорит, что мы еще многого не понимаем в том, как эти нейроны играют в игру, например, как нейроны узнают, что от них ожидается, или как они могут «видеть» экран без глаз.

Несмотря на это, скачок в возможностях впечатляет, говорит Ёсикацу Хаяси в Университете Рединга, Великобритания, и значительно приближает нас к полезным практическим приложениям, таким как управление роботизированной рукой с помощью биологических компьютеров — задача, которую Хаяши и его коллеги пытаются решить с помощью аналогичного компьютера, сделанного из желеобразный гидрогель. «[Playing Doom] это как более простая версия управления всей рукой», — говорит Хаяши.

«Что здесь интересно, так это не только то, что биологическая система может играть Рок, но он может справиться со сложностью, неопределенностью и принятием решений в реальном времени», — говорит Адамацки. «Это гораздо ближе к тем задачам, с которыми придется справляться будущим биологическим или гибридным компьютерам».