Un robot trouve son chemin à l'aide de cellules cérébrales GPS artificielles

Le comportement et l'interaction de deux types de neurones dans le cerveau contribuent à donner aux humains et aux autres animaux une capacité étonnante à naviguer en construisant une carte mentale de leur environnement. Maintenant, un robot a reçu un groupe similaire de cellules virtuelles pour l'aider à trouver son propre chemin.

Des chercheurs de Singapour ont simulé deux types de cellules connues pour être utilisées pour la navigation dans le cerveau - les cellules dites de lieu et de grille - et ont montré qu'elles pouvaient permettre à un robot à petites roues de se repérer. Plutôt que de simuler physiquement les cellules, ils ont créé un simple modèle bidimensionnel des cellules dans un logiciel. Les travaux ont été menés par Haizhou Li , professeur à l'Agence pour la science, la technologie et la recherche ( UNE ÉTOILE ).

Les cellules de grille artificielles pourraient fournir un système de cartographie et de navigation adaptatif et robuste, a écrit Li dans un e-mail co-écrit avec Tang Huajin et Yuan Miao Long , deux chercheurs d'A*STAR qui ont co-écrit un article sur le travail. Les humains et les animaux ont une capacité instinctive à naviguer librement et délibérément dans un environnement plutôt sans effort.

Le travail est important car il montre le potentiel d'avoir des machines imitant une activité plus complexe dans le cerveau. Les roboticiens utilisent de plus en plus des réseaux de neurones artificiels pour entraîner des robots à effectuer des tâches telles que la reconnaissance et la saisie d'objets, mais ces réseaux ne reflètent pas fidèlement la complexité et la subtilité d'un véritable cerveau biologique.

Les réseaux de neurones sont en fait très vaguement inspirés par le cerveau, dit Oren Etzioni , PDG de l'Allen Institute for Artificial Intelligence à Seattle. Ce sont des éléments informatiques distribués, mais ils sont très simples par rapport aux neurones ; les connexions sont extrêmement simples par rapport à une synapse. Il dit que ce nouveau développement qui s'inspire du cerveau semble être du bon travail.

Les cellules de lieu ont été identifiées pour la première fois dans les années 1970 par John O'Keefe, qui a découvert qu'elles se déclenchent chaque fois qu'une souris passe au même endroit dans une zone. Les cellules de la grille, identifiées dans une autre partie du cerveau par May-Britt et Edvard Moser en 2005, s'activent lorsqu'un animal arrive à n'importe quel endroit sur une grille triangulaire de points, fournissant ainsi une idée plus détaillée de sa position dans l'espace.

Avec d'autres types de cellules, et en traitant les informations sensorielles, les cellules de grille et de lieu sont censées donner aux animaux un sens inné du monde qui les entoure et de leur emplacement à l'intérieur. La découverte de ces cellules a valu aux trois scientifiques impliqués le prix Nobel de médecine en 2014 (voir Nobel du code de localisation du cerveau).

Les chercheurs singapouriens ont testé l'approche sur un robot lâché dans un espace de bureau de 35 mètres carrés. Ils ont fait errer le robot dans l'espace de bureau et ont vérifié que son lieu artificiel et ses cellules de grille fonctionnaient de manière comparable à leurs homologues biologiques.

Le système de navigation n'est pas encore aussi bon qu'un système conventionnel, et les chercheurs disent qu'ils doivent développer une meilleure compréhension du fonctionnement des cellules biologiques afin de l'améliorer. Cependant, ils suggèrent qu'il pourrait offrir des avantages par rapport aux systèmes conventionnels, qui peuvent être confondus par des changements dans un environnement, par exemple.

En plus de fournir aux machines un moyen plus efficace et plus fiable de se déplacer, Li espère que ces travaux pourront aider les neuroscientifiques à comprendre le fonctionnement du système de navigation du cerveau. Cela fournira une solution pour prédire les activités neuronales à l'aide de robots mobiles avant de mener des expériences sur des rats, écrivent les chercheurs.

Les chercheurs en intelligence artificielle se tournent de plus en plus vers la recherche sur le cerveau pour trouver des moyens d'affiner les approches modernes de l'apprentissage automatique. Cependant, Etzioni de l'Institut Allen note que la complexité de l'organe rend difficile l'application de la recherche neurologique. C'est pourquoi ce travail est passionnant, dit-il.

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