گوردون, فرانکنشتاین دنیای روبات ها

روباتی با مغز بیولوژیکی

دانشمندان آمریکایی موفق به ساخت یک روبات با مغز بیولوژیکی یا بافت‌های زنده شده‌اند. محققان دانشگاه Reading، ادعا می‌کنند که گوردون Gordon، اولین روباتی است که توسط بافت مغز زنده، تحت کنترل درآمده است.

این دانشمندان، با استفاده از اعصاب مغز هوش، لایه خاکستری مغز این روبات را ساخته‌اند.

یکی از محققان این گروه می‌گوید: این تجربه شگفت‌انگیز، مرز میان هوش مصنوعی و طبیعی را از بین برده و تحولی اساسی در ساخت قطعات حافظه و نمونه مدل‌سازی شده بخش یادگیری مغز ایجاد کرده است.

کوین وارویک، پروفسور دانشگاه Reading و یکی از طراحان این روبات می‌گوید: هدف از انجام پروژه مذکور، کشف این مساله است که خاطرات، چگونه در یک مغز بیولوژیکی ذخیره می‌شوند.

وی می‌افزاید: فهم نحوه عملکرد سلول‌های عصبی درون یک شبکه، به نحوی که بتوانند سیگنال‌های الکتریکی ارسال کنند، به دانشمندان کمک خواهد کرد تا با بیماری‌های مربوط به آسیب اعصاب مغز نظیر آلزایمر و فلج‌پیری مبارزه کنند.

وارویک تشریح می‌کند: اگر بتوانیم مسایل اساسی را که در این مدل کوچک مغز اتفاق می‌افتد، کشف کنیم، نتایج بسیار خوبی در رشته پزشکی به دست خواهیم آورد.

گوردون همانند قهرمان فیلم انیمیشن Wall-E، مغزی دارد که از ۵۰ هزار تا ۱۰۰ هزار عصب فعال تشکیل شده است و به همین دلیل به گوردون، عنوان فرانکنشتاین روبات‌ها نیز اطلاق می‌شود.

دانشمندان برای ساخت مغز بیولوژیکی این روبات، ابتدا سلول‌های عصبی جنین‌های موش را بیرون کشیده و سپس در یک وان آنزیم، آنها را از هم جدا کرده و در یک ماده مغذی آنها را در فاصله ۸ سانتی‌متر به ۸ سانتی‌متر روی ۶۰ الکترود منظم کرده‌اند.

این «آرایش چند الکترودی» (MEA)،‌باعث ایجاد ارتباط میان بخش زنده مغز و قسمت‌های مکانیکی روبات می‌شود، به این نحو که سیگنال‌های الکتریکی حاصل از اعصاب زنده مغز و الکترود‌ها، به حسگر‌های روبات فرستاده شده و باعث به حرکت در آمدن چرخ‌ها یا قسمت‌های حرکتی روبات می‌شود.

از آنجا که مغز این روبات، یک بخش زنده است باید دمای آن توسط واحد کنترل به درجه حرارت معمولی بدن یک موجود زنده درآید و سپس از طریق اتصال رادیویی بلوتوث با اعضای دیگر روبات ارتباط برقرار کند.

وارویک می‌گوید: در ابتدای کار، اعصاب مغزی بسیار فعال و پرکار بودند، اما با گذشت ۲۴ ساعت به راحتی توانستند با اعضای بدن روبات ارتباط مناسبی برقرار کنند.

وی می‌افزاید: پس از گذشت یک هفته، این مغز بیولوژیکی به صورت خود جوش شروع به کار کرد و همانند آنچه در مغز موش یا انسان اتفاق می‌افتد به فعالیت خود ادامه داد.

اما مدل‌سازی انجام شده نشان می‌دهد که این مغز پس از چند ماه فعالیت از بین خواهد رفت.

وارویک می‌گوید: هم‌اکنون در حال مطالعه هستیم تا بتوانیم به طرق مختلف، این مغز را آموزش داده و برای رفتار‌های خاص آماده کنیم.

در برخی مراحل نیز، گوردون از اطلاعات خود استفاده کرده و مواردی را یاد می‌گیرد.

به طور مثال زمانی که به یک دیوار نزدیک می‌شود از سوی حسگر‌ها، یک شوک الکتریکی دریافت می‌کند و این موضوع باعث می‌شود که با دیوار اصابت نکند. به این ترتیب در موقعیت‌های مشابه نیز یاد می‌گیرد که چگونه رفتار کند.

دانشمندان برای کمک به این فرآیند، از مواد شیمیایی مختلفی بهره برده‌اند تا فعالیت عصبی را در موقعیت‌‌های خاص تقویت یا مهار کنند.

در حقیقت گوردون، یک روبات چند شخصیتی است زیرا دانشمندان چندین مغز چند الکترودی را در سر این روبات‌ جا داده‌اند.

وارویک می‌گوید: بسیار جالب است که حتی میان این مغز‌های بیولوژیکی و ساخته دست بشر نیز تفاوت‌هایی وجود دارد، به طور مثال یکی از این مغز‌ها، پرشور‌تر و فعال‌تر از بقیه عمل کند و آنچه را که می‌خواهیم سریع‌تر انجام می‌دهد.

از آنجا که به خاطر مسایل اخلاقی، دانشمندان دانشگاه Reading و چندین لابراتوار فعال در زمینه پژوهش‌های مغزی، قادر به استفاده از اعصاب مغزی انسان نبوده‌اند، در میان موجودات زنده، سلول‌های مغزی موش را گزینه مناسب‌تری برای این گونه پژوهش‌ها می‌شناسند زیرا تفاوت میان مغز موش و انسان، تنها در کمیت آن است و در کیفیت تفاوت چندانی بین این دو دیده نمی‌شود.

مغز موش از حدود یک میلیون عصب تشکیل شده و برخی سلول‌های خاص که وظیفه انتقال اطلاعات در مغز را به‌عهده دارند، از طریق یک ماده شیمیایی با نام «انتقال دهنده عصبی» اطلاعات را رد و بدل می‌کنند. اما مغز انسان ۱۰۰ میلیارد عصب دارد.

وارویک می‌گوید: این مغز بیولوژیکی، نخسه ساده شده مغز انسان است که می‌تواند ببیند و توانایی کار‌هایی را دارد که ما می‌خواهیم، در حالی که در مورد مغز انسان این کار شدنی نیست.

ترجمه: نسترن صائبی