Bilim dünyasında çığır açan bir çalışmayla araştırmacılar, beynin farklı bölgelerindeki aktiviteyi birebir taklit edebilen tek bir yapay nöron üretmeyi başardı. Bu önemli gelişme, dünyayı insanlar gibi algılayan, yorumlayan ve buna göre tepki veren makinelerin geliştirilmesi yolunda kritik bir adım olarak nitelendiriliyor. Loughborough Üniversitesi liderliğindeki araştırma ekibi, Salk Enstitüsü ve Güney Kaliforniya Üniversitesi'nden (USC) işbirlikçilerle bir araya gelerek gerçek beyin davranışlarını simüle eden bir cihaz geliştirdi. Geliştirilen "transnöron", görme, planlama ve hareketle bağlantılı farklı nörolojik roller arasında geçiş yapabilme yeteneğine sahip. Bilgiyi elektriksel darbeler aracılığıyla işleyen bu teknoloji, bilgisayar donanımını biyolojik hesaplama süreçlerine daha da yaklaştırıyor.
ROLLER ARASI GEÇİŞ
Tek bir dar görevi yerine getiren geleneksel yapay nöronların aksine, yeni transnöron elektriksel ayarlarını değiştirerek roller arasında geçiş yapabiliyor. Loughborough Üniversitesi'nden Profesör Sergey Saveliev, insan beyninin ulaşılmaz gizemli bir cihaz olup olmadığını sorgulayarak, onu elektronikle yeniden yaratmanın ve hatta belki daha güçlüsünü inşa etmenin mümkün olabileceğini dile getirdi. Saveliev, çalışmanın tek bir yapay nöronun görsel, motor ve motor öncesi davranışları taklit edebileceğini gösterdiğini belirterek, bunun karmaşık görevleri minimum donanımla gerçekleştiren geleceğin çiplerini destekleyebileceğini ifade etti. Araştırmacı, bu sonucun daha insan benzeri robotların yolunu açtığını vurguladı.
YÜZDE YÜZ DOĞRULUK
Ekip, transnöronu elektrik sinyalleriyle besleyerek ve darbelerini makak maymunu nöronlarından alınan kayıtlarla karşılaştırarak kapsamlı testler gerçekleştirdi. Cihaz, üç farklı beyin bölgesindeki nabız desenlerini yüzde 100'e varan bir doğrulukla yeniden üretti. Bu desenlerin, sabit ateşlemeden düzensiz patlamalara kadar geniş bir yelpazede değiştiği gözlemlendi.
Loughborough Üniversitesi'nden Profesör Alexander Balanov, küçük elektriksel değişikliklerin ünitenin farklı nöronlar gibi davranmasını sağladığını aktardı. Balanov, yapay nöronların basınç ve sıcaklık gibi çevresel değişikliklere iyi tepki verdiğini bildiklerini, bunun da yapay duyusal sistemlere ve daha hızlı, enerji tasarruflu bilgisayarlara yol açabileceğini belirtti.
BİYOLOJİK BENZERLİK GÖSTERDİ
Araştırmacılar ayrıca transnöronun sadece aktiviteyi taklit etmek yerine, bilgiyi de aktif olarak işlediğini gösterdi. Giriş sinyalleri değiştirildiğinde, cihazın biyolojik nöronlara benzer şekilde ateşleme hızını değiştirdiği tespit edildi. Cihaza aynı anda iki sinyal verildiğinde ise zamanlamalarına bağlı olarak farklı tepkiler verdiği görüldü; bu yeteneğin normalde birden fazla yapay nöron gerektirdiği biliniyor.
Cihazın esnekliği, içinden elektrik akımı geçtiğinde fiziksel olarak hareket eden nanometre ölçeğindeki bir bileşen olan "memristör"den kaynaklanıyor. İçerisindeki gümüş atomları, küçük köprüler oluşturup kırarak elektrik darbeleri üretiyor. Sıcaklık, voltaj ve direnç değişiklikleri, nabız davranışını değiştirerek, herhangi bir yazılıma gerek kalmadan sinirsel rollerin değişmesine olanak tanıyor.
ÇİP ÜZERİNDE KORTEKS
Salk Enstitüsü'nden Dr. Sergei Gepshtein, geleneksel bilgisayarların bilgiyi beynin aksine katı adımlarla işlediğine dikkat çekerek, transnöronun insanlığı sadece yazılımda beyin benzeri aktiviteyi simüle eden değil, aynı zamanda gerçekten beyin benzeri şekilde çalışan bir donanım yaratmaya bir adım daha yaklaştırdığını söyledi.
Araştırmada bir sonraki adımın, transnöron ağlarını "çip üzerinde korteks" haline getirmek olduğu belirtildi. Ekip, bu tür ağların robotların gerçek zamanlı algılama ve uyum sağlamalarına yardımcı olabileceğine inanıyor. USC'den Profesör Joshua Yang, bu çalışmanın yapay sinir sistemli robotlar geliştirmeye doğru küçük ama önemli bir adım olduğunu dile getirdi. Yang, bu tür sistemlerin verimli ve yaşam boyu öğrenmeyi destekleyebileceğini ve enerji kullanımını azaltabileceğini ifade etti. Loughborough'dan Dr. Pavel Borisov ise bu cihazların bir gün insan sinir sistemiyle etkileşime girebileceğini veya bilim insanlarının bilinci incelemesine yardımcı olabileceğini sözlerine ekledi.
