O texto a seguir é a tradução do texto de uma página do Laboratório de Neuroengenharia da Georgia Tech, que descreve uma das linhas de pesquisas híbridas em processamento de informação.
Animat Neuralmente-Controlado
Um animat é um animal simulado por computador ou um robô que comporta-se em um ambiente. Nossas interfaces entre culturas e um ambiente simulado foram o primeiro animat neuralmente-controlado. Nós estamos criando um método para estudar como a informação é processada e codificada em redes neuronais vivas cultivadas ao prover a interface entre elas e o animat, dentro do mundo virtual.
Setup
Neurônios corticais de ratos são dissecados e cultivados em uma superfície contendo uma rede de eletrodos (MEAs) capazes tanto de registrar quanto de estimular a atividade neural. Padrões distribuídos de atividade neural são usados para controlar o comportamento do animat em um ambiente simulado. O computador age como o sistema sensorial, provendo respostas (estímulos) elétricos à rede quanto aos movimentos do animat no seu ambiente.
Esquema para um Animat Neuralmente-Controlado. Uma rede de centenas ou milhares de células corticais dissecadas de mamíferos (neurônios e glia) são cultivados em uma rede transparente de eletrodos. A atividade é registrada extracelularmente para controlar o comportamento de um animal artificial (o animat) dentro de um ambiente simulado. O input sensorial do animat é traduzido em padrões de estímulos elétricos que são enviados de volta à rede.
Mudanças no comportamento do animat devido a interação com seus arredores são estudadas concomitantemente com os processos biológicos (plasticidade neural, por exemplo) que produziram tais mudanças, para o entendimento de como a informação é processada e codificada dentro de uma rede neural viva. Desta forma, nós criamos um mecanismo híbrido de processamento em tempo real, um sistema de controle que consiste de componentes vivos, eletrônicos e simulados. Esta abordagem pode ser aplicada no controle de dispositivos robóticos, ou pode levar ao surgimento de melhores algoritmos de processamento de informação e controle em tempo real baseados em silício que sejam tolerantes à falhas e que possam se auto-reparar.
Experimentos Hybrot
O objetivo do experimento hybrot é criar uma interface neural entre neurônio e robô que seja capaz de exibir o comportamento de aproximação e evasão. Ou seja, aproximar-se de um objeto-alvo mas não colidir com o mesmo, mantendo a distância desejada do alvo. Se uma dada reação neural é reproduzível com baixa variabilidade, então a resposta pode ser usada para controlar um robô em uma tarefa específica.
Setup do hybrot (híbrido vivo+robô). Dados ópticos e elétricos dos neurônios e MEA são analisados e usados para controlar vários dispositivos robóticos, enquanto imagens com um lapso temporal são criadas para a obtenção de filmes da plasticidade neuronal.
Nós usamos os robôs Koala e Khepera (manufaturados pelo K-Team) para encorporar a rede cultivada e prover um ambiente com um objeto móvel. O robô Koala foi usado como o robô controlado neuralmente (também chamado de robô vivo híbrido ou hybrot), enquanto que o Khepera serviu como objeto referencial, movendo-se aleatoriamente sob o controle de um computador. Sob o controle neural, o Koala aproximou-se com sucesso do Khepera e manteve a distância dele, movendo-se para frente se o Khepera se afastasse, ou movendo-se para trás se o Khepera se aproximasse.
Além de demonstrar a capacidade computacional inerente dos neurônios cultivados, este hybrot pode ser utilizado para estudar a aprendizagem em redes neurais cultivadas.
MEART (MultiElectrode Array Art)
Meart é um hybrot construído em colaboração com o grupo de pesquisas SymbioticA. O projeto explora aspectos epistemológicos, éticos e estéticos relacionados ao uso de neurônios vivos para um fim etnocêntrico.
Para saber mais
* Thomas B. DeMarse, Daniel A. Wagenaar, Alex W. Blau & Steve M. Potter; The Neurally Controlled Animat: Biological Brains Acting with Simulated Bodies.
* Shkolnik, A. C. Neurally Controlled Simulated Robot: Applying Cultured Neurons to Handle and Approach/Avoidance Task in Real Time, and a Framework for Studying Learning In Vitro. In: Potter, S. M. & Lu, J.: Dept. of Mathematics and Computer Science. Emory University, Atlanta (2003).
Animat Neuralmente-Controlado
Um animat é um animal simulado por computador ou um robô que comporta-se em um ambiente. Nossas interfaces entre culturas e um ambiente simulado foram o primeiro animat neuralmente-controlado. Nós estamos criando um método para estudar como a informação é processada e codificada em redes neuronais vivas cultivadas ao prover a interface entre elas e o animat, dentro do mundo virtual.
Setup
Neurônios corticais de ratos são dissecados e cultivados em uma superfície contendo uma rede de eletrodos (MEAs) capazes tanto de registrar quanto de estimular a atividade neural. Padrões distribuídos de atividade neural são usados para controlar o comportamento do animat em um ambiente simulado. O computador age como o sistema sensorial, provendo respostas (estímulos) elétricos à rede quanto aos movimentos do animat no seu ambiente.
Esquema para um Animat Neuralmente-Controlado. Uma rede de centenas ou milhares de células corticais dissecadas de mamíferos (neurônios e glia) são cultivados em uma rede transparente de eletrodos. A atividade é registrada extracelularmente para controlar o comportamento de um animal artificial (o animat) dentro de um ambiente simulado. O input sensorial do animat é traduzido em padrões de estímulos elétricos que são enviados de volta à rede.
Mudanças no comportamento do animat devido a interação com seus arredores são estudadas concomitantemente com os processos biológicos (plasticidade neural, por exemplo) que produziram tais mudanças, para o entendimento de como a informação é processada e codificada dentro de uma rede neural viva. Desta forma, nós criamos um mecanismo híbrido de processamento em tempo real, um sistema de controle que consiste de componentes vivos, eletrônicos e simulados. Esta abordagem pode ser aplicada no controle de dispositivos robóticos, ou pode levar ao surgimento de melhores algoritmos de processamento de informação e controle em tempo real baseados em silício que sejam tolerantes à falhas e que possam se auto-reparar.
Experimentos Hybrot
O objetivo do experimento hybrot é criar uma interface neural entre neurônio e robô que seja capaz de exibir o comportamento de aproximação e evasão. Ou seja, aproximar-se de um objeto-alvo mas não colidir com o mesmo, mantendo a distância desejada do alvo. Se uma dada reação neural é reproduzível com baixa variabilidade, então a resposta pode ser usada para controlar um robô em uma tarefa específica.
Setup do hybrot (híbrido vivo+robô). Dados ópticos e elétricos dos neurônios e MEA são analisados e usados para controlar vários dispositivos robóticos, enquanto imagens com um lapso temporal são criadas para a obtenção de filmes da plasticidade neuronal.
Nós usamos os robôs Koala e Khepera (manufaturados pelo K-Team) para encorporar a rede cultivada e prover um ambiente com um objeto móvel. O robô Koala foi usado como o robô controlado neuralmente (também chamado de robô vivo híbrido ou hybrot), enquanto que o Khepera serviu como objeto referencial, movendo-se aleatoriamente sob o controle de um computador. Sob o controle neural, o Koala aproximou-se com sucesso do Khepera e manteve a distância dele, movendo-se para frente se o Khepera se afastasse, ou movendo-se para trás se o Khepera se aproximasse.
Além de demonstrar a capacidade computacional inerente dos neurônios cultivados, este hybrot pode ser utilizado para estudar a aprendizagem em redes neurais cultivadas.
MEART (MultiElectrode Array Art)
Meart é um hybrot construído em colaboração com o grupo de pesquisas SymbioticA. O projeto explora aspectos epistemológicos, éticos e estéticos relacionados ao uso de neurônios vivos para um fim etnocêntrico.
Para saber mais
* Thomas B. DeMarse, Daniel A. Wagenaar, Alex W. Blau & Steve M. Potter; The Neurally Controlled Animat: Biological Brains Acting with Simulated Bodies.
* Shkolnik, A. C. Neurally Controlled Simulated Robot: Applying Cultured Neurons to Handle and Approach/Avoidance Task in Real Time, and a Framework for Studying Learning In Vitro. In: Potter, S. M. & Lu, J.: Dept. of Mathematics and Computer Science. Emory University, Atlanta (2003).
------------------------
O texto acima é a tradução do texto de autoria dos responsáveis pelo site e pela pesquisa em questão.
http://www.neuro.gatech.edu/groups/potter/animat.html...
Agora, este experimento remete ao Demônio de Descartes, e levanta uma pergunta óbvia: será que os neurônios cultivados são conscientes, em algum nível, do ambiente virtual ou robótico no qual estão inseridos? A resposta evidente parece ser sim, eles reagem e aprendem, ou são estimulados, a reagir ao ambiente... Para mim isso só torna mais importante a diferenciação entre reagir aos estímulos externos e elaborar associações complexas e subjetivas à estes estímulos. Se bem que... Uma vez que estes neurônios são modificados em sua organização, demonstrando algum nível de plasticidade, algum tipo de associação ocorre e, dado o contexto, é de certa forma única à eles. Filosoficamente, este tipo de experimento dá margem a muita discussão.
Leitura recomendada:
Where am I? - Daniel Dennett
Leitura recomendada:
Where am I? - Daniel Dennett
Nenhum comentário:
Postar um comentário