Výzkumníci učinili velký krok vpřed v umělé inteligenci

Dávný sen o využití umělé inteligence k sestavení umělého mozku učinil významný krok kupředu. Tým vedený profesorem Newton Howardem z Oxfordu vytvořil prototyp umělou inteligencí poháněného nano-mozku v podobě širokopásmového neuro-implantátu.

Součást širokopásmového neuro-implantátu
Součást širokopásmového neuro-implantátu

Laboratoř profesora Howarda na vývoji spolupracovala s firmami INTENT LTD, Qualcomm Corporation, Intel Corporation, Univerzitou v Georgetownu a Nadací Brain Sciences Foundation. Výsledkem vývoje jsou proprietární algoritmy a optoelektronika potřebná pro toto zařízení. Cílem je otestovat tento neuro-implantát v nejbližší době na hlodavcích.

Více než desetiletý výzkum profesora Howarda v laboratoři MIT Synthetic Intelligence Lab a na univerzitě v Oxfordu vyústil v několik amerických patentů na technologie a algoritmy, které jsou základem tohoto zařízení. Jedná se o jednotku FCU (Fundamental Code Unit of the Brain), jenž funguje jako prostředek k lepšímu kvantifikaci inteligentního myšlenkového procesu na několika úrovních analýzy, a dále o biologický koprocesor BCP (Biological Co-Processor), což je implantát řízený umělou inteligencí, který je schopen se přizpůsobit či modulovat jakýkoli neuron, obvod, nebo celou mozkovou oblast.

reklama

Biologický koprocesor je jedinečný v tom, že využívá pokročilé nanotechnologie, optogenetiku a hluboké strojové učení, k inteligentnímu mapování aktivity neuronů uvnitř mozku ke vnějším fyziologickým, jazykovým a behaviorálním projevům. Implantát obsahuje více než milion uhlíkových nanotrubiček, z nichž každá je asi 10000 krát menší než šířka lidského vlasu. Uhlíkové nanotrubičky poskytují přirozené široko pásmové rozhraní, neboť vedou teplo, světlo, elektřinu a okamžitě se přizpůsobují nervovým vláknům, ke kterým dokáží přilnout a dokonce podporovat jejich růst. Rudy Beraha, vedoucí týmu Qualcomm, k tomu řekl: "Ačkoli je prototyp dnes připojen k externímu napájení, komerční koprocesor bude napájen bezdrátově na principu elektromagnetické indukce, aby umožnil minimálně-invazivní aplikace."

Zařízení používá kombinaci metod pro zápis do mozku zahrnující pulzní elektřinu, světlo a nejrůznější molekuly, které stimulují nebo naopak tlumí aktivitu specifických neuronových skupin. Uvedené metody mohou být zaměřeny na stimulaci požadované reakce, jako například uvolňování chemických látek u pacientů trpících neurologickou poruchou nebo nerovnováhou.

Biologický koprocesor je navržen jako plně integrovatelný systém využívající interní mozkové systémy a chemii ke vzorování a napodobování zdravého chování mozku, tedy přístup, který je v ostrém kontrastu s doposud používanými metodami, jenž jen jednoduše aplikují mírný elektrický proud na problematické oblasti mozku.

Hluboké strojové učení (Deep Learning)
Hluboké strojové učení
Hluboké strojové učení je metoda, kdy za pomoci mnohovrstvých nelineárních výpočetních modelů je získávána užitečná informace přímo z dat. V klasifikačních úlohách dosahují deep learning modely vysoké přesnosti, která může předčít lidské schopnosti. Modely jsou trénovány s využitím velkého množství označených dat a jejich architektura je postavena na hlubokých neuronových sítích (deep networks).
Hluboké strojové učení se využívá v oblastech jako:
  • rozpoznávání řeči,
  • klasifikace obrazu,
  • zpracování přirozeného jazyka,
  • simulace inteligentního chování.

Terapeutické využití

Biologický koprocesor slibuje poskytnutí úlevy milionům pacientů trpících neurologickými, psychickými a degenerativními poruchami. Počáteční terapeutické využití bude pravděpodobně u pacientů s traumatickými poruchami mozku a neurodegenerativními poruchami, jako je Alzheimerova choroba, protože BCP posiluje slabá a zkrácená spojení, která jsou zodpovědná za ztracené vzpomínky a dovednosti. Poté, co je zařízení implantováno, poskytuje uzavřenou smyčku (closed-loop), samoučící se platformu schopnou nastavit a udržovat dokonalou rovnováhu terapii založených na farmaceutikách, elektroceutikách (bioelektronika), genomoceutikách (genové řízení) a optoceutikách (optogenetika).

Mozek řídí všechny orgány a systémy v těle, kúra na téměř každou nemoc tak spočívá právě tam.

Newton Howard, profesor výpočetní neurologie a funkční neurochirurgie na Oxfordské univerzitě

Dr. Richard Wirt, vedoucí pracovník společnosti Intel Corporation a spoluzakladatel společnosti INTENT, která je partnerem společnosti Ni2o, jenž uvádí biologický koprocesor BCP na trh, na adresu tohoto přístroje poznamenal: "V bezprostředním časovém horizontu, bude mít toto zařízení pro výzkumníky celou řadu výhod. Mohlo by být využito k replikování celkového obrazu mozku, k synchronnímu mapování vnitřních a vnějších projevů lidské odezvy. V dlouhodobém horizontu jsou potenciální terapeutické přínosy neomezené."

Místo primitivního rušení neurálních obvodů jsou systémy strojového učení v rámci BCP navrženy tak, aby tyto signály inteligentně interpretovaly a zapisovaly do okolních neuronů. Tyto schopnosti by mohly být použity k obnově jakýchkoli degenerativních nebo traumatem způsobených poškození, a možná dokonce k zaznamenání těchto vzpomínek či dovedností do jiných, zdravějších oblastí mozku.

reklama

Jednoho dne by tyto schopnosti mohly být použity také u zdravých pacientů, aby radikálně zvýšily lidské schopnosti a proaktivně zlepšily zdraví. Jak poukazuje profesor Howard: "Mozek řídí všechny orgány a systémy v těle, kúra na téměř každou nemoc tak spočívá právě tam." V širším slova smyslu profesor Howard vidí spojení člověka se strojem jako náš nevyhnutelný osud, prohlašuje že: "Toto je dalším krokem plánu, který autor všeho zabudoval do naší přírodní biologické architektury."

S oživením neurověd a pokroky ve strojovém učení umělé inteligence došlo k obnovení zájmu o mozkové implantáty. Letos v březnu podnikatelé Elon Musk a Bryan Johnson nezávisle na sobě oznámili své záměry investovat do oblasti BCI tedy rozhraní mozek - počítač. Elon Musk tak činí prostřednictvím podniku s názvem Neuralink. Bryan Johnson by zase měl vložit více než 100 milionů dolarů do startupu Kernel.

Když byl profesor Howard tázán na tyto nové konkurenty, řekl, že ho těší vidět všechny tyto nové startupy a zavedená jména se vrhat do tohoto oboru, jen se diví, že jim to trvalo tak dlouho. Doslova uvedl: "Rád bych nás všechny viděl pracovat společně, jelikož jsme již vytvořili matematickou bázi a softwarové prostředí, které řeší mnoho výzev, kterým budou čelit. Společně bychom se tam mohli dostat rychleji – koneckonců, pacient je prioritou."

Sdílení článku