La sensazione del pelo di un gatto può rivelare alcune informazioni, ma vedere il gatto fornisce dettagli chiave: è un gatto domestico o un leone? Se il crepitio del fuoco può essere ambiguo, il suo odore conferma quello della legna che brucia. I nostri sensi si combinano per darci una comprensione completa, soprattutto quando i segnali individuali sono sottili. La somma collettiva degli input biologici può essere maggiore dei loro contributi individuali.

I robot tendono a seguire un processo di addizione più semplice, ma i ricercatori…Università statale della Pennsylvania Ora hanno sfruttato questo concetto biologico per applicarlo all’intelligenza artificiale (AI) e hanno sviluppato il primo neurone artificiale multisensoriale integrato.

Un approccio biologicamente ispirato

Diretto da Saptarshi Dasprofessore associato di ingegneria e meccanica alla Penn State, il team ha pubblicato il proprio lavoro il 15 settembre sulla rivista Comunicazioni sulla natura.

“ I robot prendono decisioni in base all’ambiente in cui si trovano, ma i loro sensori generalmente non comunicano tra loro. ha detto Das, che ha anche incarichi congiunti nel campo dell’ingegneria elettrica e della scienza dei materiali.

“Una decisione collettiva può essere presa dall’unità di elaborazione dei sensori, ma è questo il modo più efficace o efficiente? Nel cervello umano, un senso può influenzarne un altro e consentire a una persona di giudicare meglio una situazione.” »

Integrare sensori per aumentare l’efficienza

Ad esempio, un’auto potrebbe avere un sensore che rileva gli ostacoli, mentre un altro sensore rileva l’oscurità per regolare l’intensità dei fari. Questi sensori trasmettono individualmente le informazioni a un’unità centrale che poi ordina all’auto di frenare o regolare i fari.

Secondo il professor Das, questo processo consuma più energia. Consentire ai sensori di comunicare direttamente tra loro può essere più efficiente dal punto di vista energetico e veloce, soprattutto quando gli input per entrambi sono bassi.

Imitare il lavoro del cervello umano

” La biologia consente ai piccoli organismi di prosperare in ambienti con risorse limitate, riducendo il consumo di energia nel processo ha detto Saptarshi Das, che è anche affiliato al Materials Research Institute.

” I requisiti dei diversi sensori dipendono dal contesto: nella foresta oscura ci si affida più all’udito che alla vista, ma non prendiamo decisioni basandoci solo sui sensi. Abbiamo una comprensione completa del nostro ambiente e il nostro processo decisionale si basa sull’integrazione di ciò che vediamo, udiamo, tocchiamo, odoriamo, ecc. I sensi si sono evoluti insieme nella biologia, ma separatamente nell’intelligenza artificiale. In questo lavoro, cerchiamo di combinare sensori e imitare il funzionamento del nostro cervello. »

Integrazione del sensore tattile e del sensore ottico

Il team si è concentrato sull’integrazione del sensore tattile e del sensore ottico in modo che un sensore moduli l’altro con l’aiuto della memoria visiva.

Secondo Mohtasem Al-Karim Sadaf, uno studente di dottorato al terzo anno in Ingegneria e Meccanica, un breve lampo di luce può aumentare significativamente le possibilità di muoversi con successo in una stanza buia.

” Questo perché la memoria visiva può quindi influenzare e assistere le risposte tattili alla navigazione ha detto il dottorando Karim Sadaf. ” Ciò non sarebbe possibile se la nostra corteccia visiva e tattile rispondesse solo ai rispettivi segnali mono. Abbiamo l’effetto memoria fotografica, dove la luce si accende e possiamo ricordare. Abbiamo integrato questa funzionalità in un dispositivo che utilizza un transistor che fornisce la stessa risposta. »

Sintetico

I ricercatori sono riusciti a sviluppare il primo neurone artificiale multisensoriale integrato, ispirato al funzionamento del cervello umano. Integrando il sensore tattile e il sensore ottico, sono riusciti a creare un dispositivo in grado di prendere decisioni in modo più efficiente in termini di energia e velocità.

Didascalia principale: Un team di ricercatori della Penn State ha sviluppato un neurone artificiale di ispirazione biologica in grado di elaborare simultaneamente input sensoriali visivi e tattili. Credito: Tyler Henderson/Penn State.

L’articolo è adattato dal contenuto dell’autore: Ashley Weinersheron

[ Rédaction ]