Mechanizm kryjący się za zdolnością owadów do błyskawicznych reakcji może zrewolucjonizować systemy sztucznej inteligencji (AI), m.in. energooszczędne roboty i autonomiczne samochody – uważają naukowcy. Wyniki najnowszych badań rzucają wyzwanie naszemu rozumieniu tego, jak mózgi przetwarzają informacje.
- Naukowcy, którzy badali mózgi i oczy much, odkryli funkcję, która pozwala owadom reagować z niezwykłą prędkością i precyzją.
- Nowe badania rzucają wyzwanie tradycyjnym modelom przetwarzania neuronalnego.
- Mechanizm działania mózgu muchy może zrewolucjonizować systemy AI.
Campus Polska, czyli wizja państwa zarządzanego przez sztuczną inteligencję
Najnowsze badanie akademików z Queen Mary University of London oraz University of Sheffield zostało opublikowane w magazynie Nature Communications.
Nowy sposób przetwarzania informacji
Wyniki pokazują, że muchy domowe i muszki owocówki nie przetwarzają informacji wizualnych pasywnie, jak wcześniej sądzono. Zamiast po prostu obserwować świat, owady drgają swoimi ciałami w synchronizacji z tym, co widzą. Te maleńkie, gwałtowne ruchy, np. ruchy sakkadowe oczu, pomagają ich mózgom otrzymywać wyraźniejsze i szybsze informacje o otaczającym je świecie.
W ramach badań opracowano cyfrowe symulacje przepływu informacji u much. W efekcie odkryto nieznaną wcześniej funkcję „turbo doładowania”, zwaną skokami o wysokiej częstotliwości.
Podczas gdy nerwy zazwyczaj przesyłają informacje do mózgu w stałym tempie, funkcja ta pozwala systemowi wizualnemu owada zmienić prędkość danych przesyłanych do mózgu, aby skutecznie wyeliminować opóźnienia. Mechanizm ten pozwala owadom reagować w milisekundach, czasami nawet zanim sygnały wizualne zostaną w pełni dostarczone.
– Odkrycia te rzucają wyzwanie tradycyjnym modelom przetwarzania neuronalnego, które zakładają, że informacje przepływają przez stałe ścieżki z wbudowanymi opóźnieniami. Zamiast tego wyniki wspierają nowe ramy, w których wzrok jest wspólnym wysiłkiem ruchu owada, jego bodźców wizualnych i reakcji mózgu – powiedział dr Jouni Takalo, jeden z autorów opracowania.
Odkrycie zrewolucjonizuje systemy AI?
Jak zauważają badacze, wyniki mogą mieć ogromne znaczenie dla sztucznej inteligencji i robotyki. Obecne systemy AI często polegają na obliczeniach na dużą skalę i przetwarzaniu danych, co może być powolne, energochłonne i kosztowne. W przeciwieństwie do nich, mózgi owadów osiągają doskonałą wydajność przy użyciu minimalnych zasobów poprzez ścisłe sprzężenie percepcji i działania.
Przyjęcie w systemach AI – np. w robotach i pojazdach autonomicznych – nowych zasad przetwarzania informacji opartych na ruchu mogłoby je zrewolucjonizować.
– Nasze ustalenia ujawniają fundamentalnie nowy sposób myślenia o tym, jak mózgi przetwarzają informacje – taki, w którym szybkość i wydajność wynikają z aktywnej interakcji z otoczeniem – powiedział profesor Mikko Juusola, główny autor badania z University of Sheffield.
– Pokazuje to, że widzenie nie jest ograniczone przez prędkość, z jaką mózgi owadów przetwarzają informacje. Zamiast tego mózg automatycznie przyspiesza, aby dotrzymać kroku ciału, eliminując opóźnienia i zapewniając, że informacje przepływają tak szybko, jak to możliwe – dodał.