Мозговая мука содержит множество подсказок для создания роботов-гуманоидов

Когда вы визуализируете кого-то, движущегося как робот, какие образы приходят на ум? Отсутствие текучести и координации, отмеченные неуклюжими и судорожными движениями, являются клишевыми характеристиками роботизированных движений. Интересно, что все эти черты связаны с заболеваниями или дефицитами мозжечка человека, который отвечает за координацию тонкоизмеримых мышечных движений, равновесия, осанки и многое, многое другое.

Стереотипно, робот движется и говорит так, как будто он страдает от атаксии , что является недостатком контроля мышц во время произвольных движений, таких как ходьба, схватывание и сбор предметов. Мозжечок напрямую связан с атаксией, что также может влиять на текучесть речи, движения глаз и глотание.

Церем, являющийся домом префронтальной коры и местом исполнительной функции, прекрасно владеет явным знанием. Мозжечок, который является домом нейронов Пуркинье и местом памяти мышц, содержит неявные ноу-хау и то, чему мы научились, посредством проб и ошибок, повторения и практики, практики, практики.

Я изучал мозжечок уже более десяти лет. С моей точки зрения, кажется очевидным, что секрет создания роботов, свободных от атаксии, заключается в применении функций мозжечка к продвинутой роботике искусственного интеллекта (AI).

• Я взрослый, и я думаю, что у меня может быть синдром Аспергера (AS). Как и почему мне следует поставить диагноз, если на самом деле у меня есть AS?
• Аспергер, аутизм и амбивалентность: потерять ярлык
• DSM и «Самая большая теория работы психиатров с Фрейда»
• Neurofeedback: как он используется для лечения?
• Нарушение спектра аутизма: знаете ли вы факты?

Робот с полностью функционирующим мозжечком мог двигаться с плавностью, оставаться уравновешенным и проприоцептивным. Он мог бы также думать, общаться социально, учиться неявно и иметь сенсомоторную независимость. Я считаю, что гуманоидный робот с «мозгом», который в равной степени представлял как головной мозг, так и мозжечок, мог стать разумным андроидом.

Краткая история мозжечка

Аристотель (384-322 до н.э.) является первым известным писателем, который описывает мозжечок как «parencephalon» и головной мозг как энцефалон. В 1504 году Леонардо да Винчи произвел восковое литье человеческого мозга и придумал термин «мозжечок», который является латинским для «маленького мозга». «Сам мозг» или «большой мозг» сидит поверх мозжечка, который аккуратно заправлен под головной мозг.

• Убийство Меме: стройный человек и «Уэйкфилд Анти-Вакс Хоакс»
• Действительно ли Quackery?
• Чен Уолз о консультировании и обучении студентов искусств в SCAD
• Как взрослые на спектре могут формировать отношения
• 001 Новый малыш на блоке

Мозжечок составляет всего 10 процентов объема мозга, но он содержит более 50 процентов общих нейронов вашего мозга. Основываясь на этом непропорциональном распределении нейронов, мой отец, Ричард Берленд, который был неврологом, нейрохирургом и автором The Fabric of Mind, всегда сказал: «Мы не знаем точно, что делает мозжечок, но что бы он ни делал, это делая многое из этого ».

На протяжении всей истории мозжечок оставался таинственным и под радаром большинству нейробиологов. В конце 1960-х и начале 1970-х годов наблюдался всплеск интереса к мозжечку во главе с такими людьми, как Дэвид Марр, Джон Эклс и Джеймс Альбус (которые были сверстниками моего отца) … но интерес к мозжечку ослабел в течение более поздней части 20-го века.

К счастью, нейрофизиологический интерес к мозжечку в настоящее время имеет ренессанс и набирает обороты. В последние месяцы произошел водораздел революционных открытий о мозжечке. Это очень захватывающее время для исследования мозжечка.

Мозжечок может стать центральной сценой в ближайшем будущем

Хотя у меня были мои антенны для изучения мозжечка в течение десятилетий, головокружительная скорость последних результатов оставила мою голову вращением. На конференции Общества нейробиологов 2014 года в ноябре прошлого года мозжечок, казалось, сильно тяготел. Только за последний год было выпущено четыре различных исследования, связывающих мозжечок с расстройствами аутистического спектра (ASD).

Основываясь на недавней связи между мозжечком и аутизмом, кажется, что те же симптомы ASD, такие как трудности с использованием невербальных навыков общения, зрительный контакт, интерпретация мимики и дефицит моторных навыков, могут быть результатом проблем в мозжечке.

Люди с аутизмом также часто испытывают трудности с толкованием чувств другого человека или состраданием к боли и страданиям других. По иронии судьбы, рудиментарные роботы были использованы, чтобы помочь детям с аутизмом стать более социально вовлеченными, согласно исследованиям Центра изучения детей Йельского университета .

Еще одно исследование, проведенное ранее в этом году, связано с мозжечком с биполярными расстройствами. И теперь мозжечок связан с оптимизированной роботизированной мозгом. Может ли ключ к созданию разумного робота с чувствами быть связан с созданием структуры мозжечка AI? Я подозреваю, что да.

До нескольких недель назад я не думал о том, как лучшее понимание мозжечка может быть применено к робототехнике или интерфейсам мозга, которые координируют движение бионического протезирования. Все это недавно изменилось, когда я прочитал пресс-релиз Скотта Фрея в Университете Миссури от февраля 2015 года о его исследовании, опубликованном в журнале «Когнитивная нейронаука» .

Скотт Фрей и я провели пару часов, разговаривая по телефону о его исследованиях. Оказывается, мы оба являемся бывшими триатлонами, которые разделяют страсть к преобразующей силе физической активности, нейробиологии и мозжечка.

В пресс-релизе о его открытии, что мозжечок играет важную роль в том, чтобы помочь предметам схватить объект, используя контролируемый мозгом интерфейс, Скотт Фрей сказал:

«Мы живем в мире передовых технологий, в котором кнопка может перемещать кран или открывать дверь. Для людей с ограниченными возможностями вспомогательные технологии, такие как роботизированные руки или датчики, вставленные в мозг, позволяют совершать действия, такие как схватывание нажатием кнопки или непосредственно через деятельность мозга; однако мало известно о том, как человеческий мозг адаптируется к этим технологиям. Мы обнаружили, что мозг не обязательно развивается, чтобы управлять современными роботизированными руками, но мозжечок, древняя часть нашего мозга, который остался относительно неизменным, играет жизненно важную роль, помогая нам достичь и понять эти инструменты – часто только с помощью минимальная подготовка ».

За последние несколько дней я обнаружил несколько других исследований, которые подтверждают потенциальную роль мозжечковых устройств в создании роботов-гуманоидов и андроидов.

Традиционно компьютеры и роботы ИИ сосредоточены прежде всего на «мозговых» аспектах разведки, проводимых в головном мозге. («Церебелляр» является сестринским словом к мозгу и определяет что-либо «связанное с мозжечком или связанное с ним»).

Что делает робота-гуманоида намного сложнее, чем компьютер, такой как IBM Watson, который называется «когнитивным компьютером» с мозговым интеллектом и может выиграть игровое шоу, вроде Jeopardy, – это то, что разумный робот должен иметь возможность двигаться через пространство и обладают сенсорной способностью адаптироваться к постоянно меняющейся среде. Эта способность, по-видимому, требует особых возможностей мозжечка.

В 1970-е годы, когда Джейми Сомерс и Стив Остин сражались с «фемтонами» на «Бионической женщине» и « Шесть миллионов долларов» , самая большая проблема, с которой они столкнулись, заключалась в том, что фемтоты, которые были человеческими андроидами, были сильнее, чем любой их частичный бионический протезирование. Единственным реальным недостатком фемтомов было то, что они не могли думать сами за себя.

Включение мозжечковых моделей в дизайн роботов-гуманоидов может быть центральным в создании разумного робота, который может чувствовать эмоции и думать сам за себя.

Почему я так лично вложил средства в борьбу за власть мозжечка?

В своей работе мой папа был одержим мозжечком и возможностью «гениального мозжечка», который, по его мнению, был типом интеллекта, который изучали благодаря практике и опыту. Мой отец был энергичным теннисистом. Чтобы проиллюстрировать связь между головным мозгом и мозжечком, он сказал: «Из этого я абсолютно уверен; стать нейрохирургом было прямым следствием моего глаза на мяч ».

Мозжечок отвечает за ваш Vestibulo-Ocular Reflex (VOR), который позволяет вашим глазам отслеживать цель, пока ваша голова движется в разных направлениях. Будучи нейрохирургом, моему отцу приходилось применять умственные и мозжечковые навыки, так как каждый хирург, спортсмен и исполнитель должны.

Когда я рос, единственный раз, когда мы с отцом всегда были вместе со временем, было либо на теннисном корте, либо в шахматах. С самого раннего утра мой отец посадил семена модели с разделенным мозгом, что подразумевало важность «мозговых» умений, которые вы могли бы изучить из книг, и тип исполнительной функции, которую вы используете, сидя сидя и играя в стратегическую игру в шахматы или принимая контрольная работа. Но он также отметил важность «мозговых мозгов».

«Мозговые мозги» получаются посредством проб и ошибок, жизненного опыта и регулярной практики в суде или на местах. Мозжечок занимает центральное место в освоении всех видов легкой атлетики. Я пришел к выводу, что мозговой и мозговой интеллект одинаково важны и всегда должны идти рука об руку как в жизни, так и в спорте.

Из-за влияния моего отца я стал чемпионом для мозжечка и считаю, что он традиционно недооценен. Я твердо верю, что мозжечок играет гораздо большую роль в когнитивной функции и «интеллекте», чем до сравнительно недавнего времени, большинство академических кругов или нейронауки, похоже, были готовы признать.

Non Satis Scire: «Знать недостаточно»

Я поступил в небольшой колледж гуманитарных наук в Амхерсте, штат Массачусетс, по имени Хэмпшир Колледж, который не имеет тестов или оценок и не смотрит на баллы SAT во время процесса приема. Я ужасен, принимая тесты и имел ужасные оценки SAT, что является основной причиной, по которой я отправился в Хэмпшир. Это был буквально единственный колледж, который принял бы меня.

Девизом Хэмпшира является Non Satis Scire, который является латинским для «Знать недостаточно». Я считаю, что, когда дело доходит до образования и создания роботов ИИ, важно помнить об этом, исходя из соотношения нейронов между головной мозг и мозжечок, а здравомыслящие мозговые умения составляют менее половины нашего человеческого человеческого интеллекта.

Будучи отцом 7-летнего ребенка , меня беспокоит то, что школы с акцентом и давлением наделяют детей через общие основные стандарты и ни одного ребенка, оставшегося позади, чтобы преуспеть в стандартизированных тестах, лишая их физической активности и творческих точек мозжечок должен оставаться на связи с головным мозгом и процветать.

Когда я писал «Путь спортсмена» ( St. Martin's Press ) десять лет назад, я создал модель с разделенным мозгом, названную «мозговой мозг», которая бросала вызов традиционным идеям «левого мозгового мозга». По моему скромному мнению , существенный разрыв в черепном глобусе – с севера на юг, между головным мозгом и мозжечком. Если вы хотите больше узнать об этой модели с разделенным мозгом, пожалуйста, нажмите здесь, чтобы получить бесплатный образец из моей книги.

От легкой атлетики, до развития ребенка или реабилитации от инсульта, делая акцент на гармонии слева и справа вверху и взаимосвязи обоих полушарий головного мозга и обоих полушарий мозжечка является ключом к успеху и является основой из теорий, представленных на пути спортсмена.

Логически, если люди всех возрастов создают ежедневные привычки, которые оптимизируют связь белого вещества и объем серого вещества, как полушарий головного мозга (головной мозг), так и мозжечка (вниз мозг), они могут улучшить свои шансы на достижение продолжительности жизни отдельных лиц , Это простой и проверенный на дорогах предписывающий документ, который является основой моей текущей книги, озаглавленной « Супертекучесть» .

Мозговой мозг – слабый человек, и могучая мышь, эта унция за унцию упаковывает пронзительный удар. Гениальный мозжечок может в конечном счете быть более важным, чем мозговой интеллект, с точки зрения выживания нашего человеческого существа и его нужно учитывать при попытке построить разумные андроиды.

Например, в тех случаях, когда есть «непредвиденная ошибка», и вы попадаете под охрану с помощью скольжения на льду или рядом с промахом во время вождения вашего автомобиля, ваш мозжечок мгновенно захватывает и предсказывает и координирует каждый сложных мышечных движений, которые удерживают вас в целости и сохранности, прежде чем ваш мозг даже успеет подумать.

Недавно исследователи из Penn определили, как это работает в увлекательном исследовании о том, как лазать по волокнам, гранулам и клеткам Пуркинье, все работают вместе с молниеносной точностью. У мозжечка есть исчерпывающая работа, чтобы держать нас в целости и сохранности, хотя, как правило, она недооценивалась за все, что она делает на протяжении всей нашей жизни.

Голливуд дает горячие роботы в 2011 году

6 марта 2015 года в стране откроется новый фильм о разумном роботе под названием «Chappie». Я еще не видел этот фильм, но, наблюдая за трейлером, ясно, что то, что устанавливает «Chappie», кроме других человекоподобных роботов, состоит в том, что он может учиться через сенсомоторный опыт и, по-видимому, имеет как «умные мысли» головного мозга, так и «Уличные удары» мозжечка.

После просмотра трейлера для Chappie, что интригует меня больше всего с нейрофизиологической точки зрения, так это то, что, подобно человеческому ребенку, Chappie, робот должен пройти классическую стадию развития Piaget сенсомоторного развития, которая недавно была тесно связана с мозжечком.

Это текущее сообщение в блоге появилось в дни, прошедшие с тех пор, как я впервые встретился с исследованием Скотта Фрея в прошлом месяце. Я копаю все глубже и глубже в недавних исследованиях мозжечка, пытаясь соединить точки и, надеюсь, начать мулитно-дисциплинарный диалог о том, как мозжечок может быть ключевым для создания разумных роботов и андроидов. В конце этого сообщения я включил библиографию некоторых из наиболее актуальных статей в области науки, которые я нашел, которые касаются этого момента.

В дополнение к исследованиям Скотта Фрея в Миссури, исследование, проведенное в феврале 2015 года, похоже, отражает потенциал, который проводит исследование мозжечка, чтобы сделать невероятно хорошие вещи для человечества, а также его потенциал для создания будущей роботизированной дистопии. В прошлом месяце исследователи из RIKEN в Японии сообщили, что им удалось выращивать клетки Пуркинье и массу мозжечка в чашке Петри с использованием человеческих стволовых клеток.

В « Терминаторе » киборг Арнольда Шварценеггера имел живую ткань, покрывающую металлический эндоскелет, предназначенный для боя. Кажется возможным, что будущий ИИ может полагаться на создание искусственной живой ткани человеческого мозга, которая может быть выращена из стволовых клеток в лаборатории и прикреплена к синтетическому волокну и экзоскеле металла.

В будущем у нас могут быть разумные андроиды с фактической мозговой тканью, которые были выращены в лаборатории, а затем прикреплены к роботу или андроиду с сверхчеловеческой силой и интеллектом. (И каковы были бы плюсы и минусы изобретения такого существа ?!)

Интересно, как далеко мы от того, чтобы этот тип гибридного андроида стал реальностью? Я не писатель-фантаст, но я легко могу представить Исаака Азимова, Олдоса Хаксли, Артура Кларка, Дэниела Х. Уилсона или Филиппа Дика, используя эту новейшую неврологию, чтобы написать пророческий роман.

Фильм Ex Machina –   триллера Sci-Fi, который будет выпущен во всем мире в апреле 2015 года, о создании разумных андроидов в сценарии, который, вероятно, поставит более темную сторону ИИ и неврологию создания разумных роботов в центре внимания.

Экс Machina исследует сложные ландшафты pyschological, созданные роботами AI, которые могут думать, любить, чувствовать, соблазнять и ненавидеть. Некоторые из сцен в этом трейлере напоминают мне 2001 год: «Космическая одиссея», когда ХАЛ решает убить своих создателей и спокойно извиняется за то, что она уничтожила экипаж космической станции.

Для меня исследование и пропаганда мозжечка очевидно очень личное. Одной из причин, по которым я писал это сообщение в блоге, это то, что я впервые вижу потенциальную реакцию для ученых, имеющих передовое понимание мозжечка. Мозжечок настолько таинственный и неуловимый. Я размышляю, может ли расшифровка его загадок привести к неоднозначным прорывам, которые могут привести к кошмарам ИИ и будущей дистопии.

При написании этого блога «roboethics» выходит на первый план. Какие этические обязанности делают исследователи в нейрофизиологическом сообществе, когда речь заходит о создании разумных роботов?

В течение последних двух лет Google приобретает такие робототехнические компании, как Boston Dynamics , которые традиционно финансируются военными. В 2014 году Google купил не менее 6 компаний-роботов, и они очень сильно обманывают свой план игры. Что такое программа Google AI?

Традиционно большая часть исследований роботов ИИ была субсидирована Отделом наук оборонных наук DARPA и такими группами, как армейская исследовательская лаборатория армейской исследовательской лаборатории e. С яркой стороны все федеральные ресурсы, которые выливаются в робототехническое развитие гуманоидов, могут улучшить понимание того, как работает мозг, и вести лечение, которое улучшает жизнь людей на протяжении всей их жизни. Но это исследование и развитие роботов также могут привести к серьезным нарушениям.

То, что мы с Скоттом Фрейем снова и снова возвращались во время нашего разговора, – это важность постоянного стремления адаптировать и применять эти достижения в области нейробиологии и робототехники таким образом, чтобы улучшить жизнь.

Моя главная надежда заключается в том, что эти исследования приведут к улучшению индивидуальных жизней – таких как раненые ветераны и люди с ограниченными возможностями – в то время как продвигают человечество и уменьшают потери войны.

Ссылки: Если вы хотите погрузиться глубже в неврологию этой темы, ниже приведены ссылки на последние статьи журнала, которые я нашел при исследовании этого сообщения в блоге.

1. «Схват нажатием кнопки: захват-селективные ответы в передней передней части интрапариетальной борозды человека зависят от неарбитальных причинно-следственных связей между ручными движениями и эффектами конечного эффектора» Frey SH, Hansen M, Marchal N.
2. «Распределенная мозжечковая пластичность реализует обобщенные многомасштабные компоненты памяти в сенсомоторных задачах реального робота» Claudia Casellato, Alberto Antonietti et al.
3. «Самоорганизация поляризованной ткани мозжечка в трехмерной культуре плюрипотентных стволовых клеток человека» Keiko Muguruma, Ayaka Nishiyama, Kouichi Hashimoto, Yoshiki Sasai
4. «Adaptive Cerebellar Spiking Model, встроенная в контур управления: переключение контекста и устойчивость к шуму» Luque, Garrido et al.
5. «Взаимосвязи между объемом мозгового сустава и сенсомоторной и когнитивной функцией у молодых и пожилых людей» Бернард Дж. А., Сейдлер Р.Д.
6. «Участие мозжечка в кортикальных сенсомоторных схемах для контроля произвольных движений» Реми Д. Провиль, Мария Спалидоро и др.
7. «Быстрая сходимость обучения требует пластичности между низшими оливковыми и глубокими мозжечковыми ядрами в задаче манипуляции: роботизированное моделирование с замкнутым циклом» Никето Р. Луке, Хесус А. Гарридо и др.
8. «Кодирование силы стимула через аналоговые сигналы кальция в дендритах клеток Пуркинье у бодрствующих мышей» Фарзане Наджафи, Андреа Джованнуччи, Сэмюэл Ш Ван, Хавьер Ф. Медина.
9. «Сенсорное усиление кальциевых сигналов в индивидуальных дендритах клеток Пуркинье пробужденных мышей» Фарзане Наджа, Андреа Джованнуччи, Самуэль С.-Х. Ван, Хавьер Ф. Медина
10. «В реальном времени мозжечок: крупномасштабная модель сети мозжечка, которая работает в реальном времени с использованием блока обработки графики» Тадаши Ямазакия, Джун Игарашиб
11. «Прямая причинно-следственная связь между активностью клеток одного-Пуркинье и моторным обучением, выявленным интерфейсом мозжечка-машина с использованием парадигмы адаптации VOR» Хирата Й, Катагири К., Танака Ю.
12. «Планы действий по манипуляциям роботом по обучению« Наблюдение за неограниченными видео из Всемирной паутины »Йочжоу Ян, Йи Ли, Корнелия Фермуллер, Яньнис Алоимон

Если вы хотите больше узнать о мозжечке в условиях неспециалиста, пожалуйста, ознакомьтесь с моими предыдущими сообщениями « Психология сегодня» :

• «Как клетки Пуркинье в мозжечке связаны с аутизмом?»
• «Аутизм, клетки Пуркинье и мозжечок переплетаются»
• «Исследования связаны с серьезностью аутизма с недостатками моторного мастерства»
• «Как связывается мозжечок с биполярным расстройством?»
• «Является ли размер мозжечка связан с человеческой разведкой?»
• «Нейронаука зная, что не знаешь»
• «Примитивная область мозга, связанная с человеческой разведкой»
• «Таинственная неврология обучения автоматическим навыкам»
• «Слишком много кристаллизованного мышления снижает уровень разведки жидкости»
• «Нейробиология благодати под давлением»
• «Как нервы блуждающего нерва передают инстинкты кишки мозгу?»
• «Почему переизбыток приводит к тому, что спортсмены задыхаются?»
• «К новой модели сплит-мозг: до мозга костей»
• «Нейробиологи узнают, как практика делает совершенным»
• «Как связывается мозжечок с аутизмом?»
• «Семейные проблемы детства могут остановить развитие мозга»
• «Нейронаука успокоения младенца»
• «Почему танцы так хороши для вашего мозга?»
• «Неврология бесконечного успеха Мадонны»
• «Жесты участвуют во всех четырех мозговых полушариях»
• «Нейронаука сверхтекучести»
• «Еще один аргумент в пользу отключения телевизора»
• «Лучшие двигательные навыки, связанные с высшими академическими показателями»
• «Координация рук-глаз улучшает когнитивные и социальные навыки»
• «Нейронаука воображения»
• «Может ли практика только создать мастерство?»
• «Нет. 1 Причина Практика делает совершенным "

Следуйте за мной на Twitter @ckbergland для получения обновлений в сообщениях в блоге Athlete's Way .

© Christopher Bergland 2015. Все права защищены.

The Athlete's Way ® является зарегистрированным товарным знаком Christopher Bergland.