英国研制出首个生物脑机器人
随着人工智能技术与微电子、生命科学等其他学科的联系越来越紧密,人类造出的机器人也越来越像人了。据美国“生活科学”杂志网站8月14日报道,英国雷丁大学的研究小组研发出一个由老鼠脑组织控制的机器人“戈登”,这是世上首个由活体脑组织(而不是电脑)控制的机器人。研究人员表示,这一发现有助于揭开人脑记忆之谜,会帮助找到治疗老年痴呆症和帕金森氏症等神经退化疾病的方法。
首次造出能自学机器人
当今,机器人日渐成为人类的“左膀右臂”:在战场上有临危不惧的战斗机器人,有帮助扑灭森林火灾的灭火机器人,还有不知疲倦的伐木机器人,甚至一些新潮酒店推出机器人服务生。还有人大胆预测,到2050年人类会与机器人结婚。
在一些科幻小说及电影中,机器人的智能几乎能与人类匹敌。甚至可以产生爱情、亲情、友情。好莱坞巨星威尔·史密斯主演的《机械公敌》里,机器人差点儿要统治整个世界。但目前来说,机器人还只是重复人类预先设定动作的机器而已。这是何故?原因是机器人所掌握的所有知识,都是人类事先输入的,机器人不能自主学习,也就不具有像人类一样的灵活性。
但英国科学家研制出的“戈登”却做到了:它依靠科学家们植入的“生物大脑”实现了“自学”,掌握了很多研究人员事先没有设计的动作。戈登实际上是一个半生物半机械的混合型机器人,乍一看就像迪斯尼影片《电子墙》中的主人公。它的大脑实际上是一个加入了30万个神经细胞的封闭培养基。研究人员从老鼠胚胎中取出专用神经细胞,并用酶清洗分离后,将其放到富含营养物的培养基中,培养基被置于长宽均为8厘米、由60个电极组成的多电极列阵(MEA)上。
这种“多电极列阵”可起到连接活体组织和机器之间的作用,大脑发出电脉冲,驱动机器人的车轮运转,并接收对周围环境作出反应的感应器发出的脉冲。除了生物大脑外,机器上没有安装微型电脑等其他控制设备。因为大脑是活体组织,它必须放在一个特制的温控装置内──它经由蓝牙无线电连接与其“身体”沟通。每当机器人靠近目标时,其大脑就会明显受到刺激,从而停止前进,并选择一个与原方向成某一角度的方向继续行进。
这个研究小组的负责人、戈登的设计者之一、雷丁大学系统工程学院教授凯文·沃里克介绍说,从某种程度上讲,戈登首次实现了机器人的学习能力。它的大脑与普通生物体的大脑区别不大,运动试验开始后不久,神经网络便开始彼此试探,建立起传递信息的网络。撞到墙时,它会从传感器得到电子刺激。再遇到类似情况时,它就会记住,防止“撞南墙不回头”的情况发生。“我们现在关注的是,如何最好地教它某些行为方式。”沃里克说。
帮人类揭开记忆之谜
人类生活水平的提高使人类期望寿命也不断增加,但人类的一些神经系统退化疾病如老年痴呆症、帕金森氏症,却像高悬在老年人头顶的一把利剑,威胁着老年人的健康。而一些由车祸、头部撞击等引起的健忘症,则是没有年龄界限的。睡眠不足、超负荷工作引起的记忆力下降也普遍存在。如果能解释人脑的记忆作用机制,记忆之谜将从此解开,会给无数人带来福音。
尽管有了现代立体成像技术,如正电子断层成像术(PEP)、核磁共振成像术(MRI)的帮助,但因脑部中枢神经系统过于复杂,人类一直未能找出记忆的“路线图”。