El sistema nervioso artificial detecta la luz y aprende a atrapar como los humanos.


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La impresión de un artista de las neuronas

La huella de un artista en las neuronas

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Un sistema nervioso artificial simple es capaz de imitar la forma en que los humanos reaccionan a la luz y aprenden a realizar tareas básicas. El principio podría usarse para crear robots y prótesis más útiles.

Los seres humanos, cuando se enfrentan a estímulos externos como el calor o la luz, pueden responder rápida y automáticamente; piense cómo su mano se aleja de una superficie caliente o cómo se eleva su pierna cuando presiona la rodilla. Estas son respuestas inconscientes. Pero las respuestas conscientes, como atrapar una pelota, deben refinarse mediante una estimulación repetida.

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Investigadores de tres universidades de Corea del Sur han desarrollado un sistema artificial capaz de simular una respuesta consciente a estímulos externos. Consiste en un fotodiodo, que convierte la luz en una señal eléctrica, un transistor que actúa como una sinapsis mecánica, un circuito neuronal artificial que actúa como el cerebro del sistema y una mano robótica.

Cuando el fotodiodo detecta la luz, envía una señal eléctrica a través del transistor que indica que la luz está encendida. Esta señal se envía al circuito neuronal artificial. Allí se recibe el mensaje y este circuito aprende a responder a la señal, enviando un comando a una mano robótica que controla.

Al mismo tiempo que la luz está encendida, comenzando todo el proceso en el fotodiodo, se deja caer una bola sobre la mano. La idea es que el aparato aprenda a cortar la mano lo suficientemente rápido como para atrapar la pelota.

El proceso es similar a cómo nuestro ojo transmite señales eléctricas a través de sinapsis a nuestro cerebro, que luego traduce esas señales, decide un curso de acción y envía una orden a los músculos para que se muevan, todo en una fracción de segundo. .

Al comienzo del experimento, el cerebro del sistema tardó en traducir la señal luminosa en una decisión de tomar el control. Antes de "aprender" a reaccionar, el sistema tardó 2,56 segundos en hacerlo. Después de estar expuesto repetidamente a la señal de luz y dejar tiempo para procesar lo que se necesitaba hacer, bajó a 0,23 segundos. Los investigadores dicen que el sistema neuronal artificial imita algo parecido a una respuesta biológica consciente.

El sistema no es el primero en intentar imitar la respuesta biológica de los humanos a los estímulos externos. Un artículo de 2018 detalló los intentos de recrear neuronas sensoriales en la piel, mientras que un artículo de 2019 se centró en el desarrollo de sinapsis artificiales. Uno de los autores de este artículo incluso utilizó un sistema nervioso artificial para controlar el movimiento de las extremidades de las cucarachas.

Uno de los objetivos de este tipo de investigación es ayudar a las personas con trastornos neurológicos a recuperar el control de órganos y extremidades que no pueden controlar tan rápido como antes.

«Le fonctionnement de l'appareil est très prometteur, en particulier dans les tâches d'assistance humaine ou dans la formation de systèmes robotiques basés sur le mouvement humain», déclare Jonathan Aitken de l'Université de Sheffield, en el Reino Unido.

Aitken cree que el sistema podría combinarse con dispositivos portátiles que rastrean cómo se mueven las personas para crear robots entrenados para comportarse de la misma manera. Esto podría, por ejemplo, permitir que los robots realicen tareas manuales que requieran reaccionar ante circunstancias externas.

Referencia de la revista: Progreso cientifico, DOI: 10.1126 / sciadv.abe3996

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