Daha insansı robotlar hedefine kritik adım

Bilim insanlarının geliştirdiği yapay nöron teknolojisi, makak beynindeki elektriksel darbeleri yüksek doğrulukla taklit edebiliyor. Yapay transnöron, insanların çevreyi algılayıp tepki verme biçimine benzer şekilde çalışıyor.

Loughborough Üniversitesi’nin, Salk Enstitüsü ve Güney Kaliforniya Üniversitesi ile birlikte yürüttüğü çalışmada, beynin farklı bölgelerindeki aktiviteleri taklit edebilen tek bir yapay nöron geliştirildi. 

Araştırmacılar, “transnöron” olarak adlandırılan bu teknolojinin, insanların çevreyi algılayıp tepki verme biçimine benzer şekilde çalıştığını ifade ediyor. Araştırmada, yapay transnöronun oluşturulmasında özel bir elektronik çip kullanıldı.

Çalışmanın önemini “İnsan beyni erişilemez bir gizem mi, yoksa bir gün onu elektronikle yeniden yaratabilir ve hatta daha güçlüsünü inşa edebilir miyiz?” sorusu ile ortaya koyan Loughborough Üniversitesi’nden Prof. Sergey Saveliev, geliştirilen tek bir yapay nöronun görsel, motor ve premotor davranışları taklit edebildiğini ve az donanımla karmaşık görevleri yerine getirebilen gelecekteki çiplere temel oluşturabileceğini belirterek, “Bu teknoloji insan benzeri robotların önünü açabilecek” dedi. 

Öte yandan, geleneksel yapay nöronlar tek bir görevi yerine getirirken transnöron, elektriksel ayarlarını değiştirerek görme, planlama ve hareketle ilişkili roller arasında geçiş yapabiliyor. Cihaz aynı zamanda bilgiyi elektriksel darbeler üzerinden işleyerek biyolojik hesaplama mekanizmasına donanım düzeyinde daha fazla yaklaşmış oluyor.

TRANSNÖRON MAKAK BEYNİYLE KARŞILAŞTIRILDI  

Araştırma ekibi, transnöronu test etmek amacıyla cihazı elektriksel sinyallerle besledi ve üretilen darbeleri makak nöronlarından alınan kayıtlarla karşılaştırdı. Cihaz, üç farklı beyin bölgesine ait darbe modellerini yüzde 100’e varan doğrulukla yeniden üretti. Bu modeller düzenli ateşlemeden düzensiz patlamalara kadar geniş bir yelpaze içeriyordu.

Loughborough Üniversitesi’nden Prof. Alexander Balanov, birimin küçük elektriksel değişimlerle farklı nöron türleri gibi davranabildiğini belirterek, “Ayrıca yapay nöronlarımız basınç ve sıcaklık gibi çevresel değişimlere de iyi yanıt veriyor” dedi. Balanov’a göre de bu teknoloji, yapay duyusal sistemlerin ve enerji açısından verimli bilgisayarların önünü açabilir” diye konuştu. 

TRANSNÖRON BİLGİ DE İŞLEYEBİLİYOR 

Araştırmacılar, transnöronun yalnızca nöronal aktiviteleri kopyalamadığını; aynı zamanda bilgiyi de işlediğini gösterdi. Girdi sinyali değiştirildiğinde cihaz, tıpkı biyolojik nöronlarda olduğu gibi ateşleme hızını değiştirdi. İki sinyal aynı anda verildiğinde ise zamanlamaya bağlı olarak farklı tepkiler üretti. Uzmanlara göre normalde bu işlevsellik, birden fazla yapay nöron gerektiriyor.

Bu esneklik, elektrik akışı sırasında fiziksel olarak biçim değiştirebilen nanoskopik bir bileşen olan memristordan kaynaklanıyor. Memristor içindeki gümüş atomları, elektriksel darbeler üreten mikro köprüler oluşturup yok ediyor. Sıcaklık, voltaj ve dirençteki değişiklikler darbe davranışını değiştirerek nöronal rolün yazılım yerine donanım seviyesinde değişmesini mümkün kılıyor.

Salk Enstitüsü’nden Dr. Sergei Gepshtein konuya dair, “Geleneksel bilgisayarlar bilgiyi katı adımlarla işler; bu beyinle aynı değildir. Transnöronumuz, yalnızca yazılımda beyin benzeri aktiviteyi simüle etmek yerine gerçekten beyin benzeri şekilde çalışan donanım geliştirmeye bizi yaklaştırıyor” değerlendirmesinde bulundu. 

ROBOTLAR İÇİN YAPAY SİNİR SİSTEMLERİNİN TEMELİ ATILIYOR

Araştırma ekibinin bir sonraki hedefi transnöron ağlarını “çip üzerinde korteks” hâline getirmek. Bu tür bir yapının robotların gerçek zamanlı olarak algılama ve uyum sağlama yeteneklerini geliştirebileceği düşünülüyor.

USC’den Prof. Joshua Yang, “Bu çalışma, yapay sinir sistemlerine sahip robotlar üretme yolunda küçük ama önemli bir adım” diyerek teknolojinin verimli, ömür boyu öğrenmeyi destekleyebileceğini ve enerji tüketimini azaltabileceğine dikkat çekti. 

Loughborough Üniversitesi’nden Dr. Pavel Borisov ise, ileride bu cihazların insan sinir sistemiyle arabirim kurabileceğini veya bilim insanlarının bilinç üzerine çalışmalarına yardımcı olabileceğini kaydetti.