机器人可以从一个错综复杂的迷宫中出来!科学家为其打造人脑思维

机器人可以从一个错综复杂的迷宫中出来!科学家为其打造人脑思维心理学家们经常会用“迷宫”来评价小白鼠的学习能力。来自荷兰恩荷芬技术学院和德国马克斯·普朗克大学的研究人员已经确认,他们制造的这种机器人能够根据人类思维方式的思考来进行决策,并在《Science Advances》上刊登了这项研究,为临床和其它领域提供了一条新的途径。

低功耗的人脑设计

最近几年,机器学习和神经网络在世界范围内流行,在图形识别、医学诊断、电子商务等诸多方面都获得了广泛的认同,但这个以机器为基础的智能系统仍有不足之处。很多专家都从人脑中寻求灵感,而我们的大脑又是一台将记忆与加工方法相结合的思考机器,具有很强的低功耗。简单地说,我们的大脑通过神经元向后神经元发送信息,然后再通过前突触神经元将信息传送到后方的突触后神经元,从而通过改变细胞膜的电势来传送信息,从而保证人类的记忆力和学习能力。

EV3乐高机器人

“我们的实验就是利用这个模式来制造可以通过记忆来顺利通过迷宫的机器人。荷兰恩荷芬技术学院的首席科学家伊姆克·克劳豪森(Imke Krauhausen)解释道:“就像小白鼠的突触一样,当小白鼠在迷宫里拐了个弯,他们的记忆力就会增加,而我们的装置,则会根据一定的电流,对其进行‘调节’。乐高公司生产的第3代机器人组合玩具 Mindstorms EV3,在这项实验中, Mindstorms EV3 拥有两个车轮,保证能够沿着直线行进,并且能够对探测器进行反射和触碰。

由六角型构成的2平方公尺的迷宫

首先,机器人被传送到了一个两米见方的六角形迷宫里面,这个六角形的蜂巢结构,一开始的时候,机器人的方向是往右,但是一旦进入了死路,或者是离开了这个方向,那么就会被命令往左边或者是往前走,然后在神经系统装置里面将这个信号牢牢的记在脑海里面,然后再决定下一步的行动。

“最终,我们的机器人在16个来回之后,终于找到了一个出口。”Krauhausen说,机器学习之所以能从迷宫中脱颖而出,是因为它具有独特的结构,而这个结构又是建立在自然界的基础上的,而这些正是我们想要模拟的。

神经型聚合物

但这只会从迷宫里出来的机器人也有一个很好的特点,那就是它的身体里有一种叫做 pg2TTT 的聚合物,它可以保持它在迷宫里的所有功能,并能调节它的大部分功能,从而保证它的学习能力。在过去的研究中,他们已经证实了,该材料的导电性要远高于无机材料,并且可以记忆或长期保存所学信息,因此,这类高分子聚合材料在人造神经网络中也是一个非常受欢迎的课题。Krauhausen在他的研究报告中说道:“机器人的发展任重而道远,我们的机器人主要依靠传统的软件,而神经型机器人要完成非常复杂的工作,就必须建立起神经系统网络,这是我接下来要做的。

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