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Cortical Labs treina células cerebrais cultivadas em laboratório num chip CL1 para jogar Doom

Cientista em laboratório a realizar experimento com equipamento tecnológico e ecrãs digitais.

Investigadores australianos treinaram células cerebrais humanas cultivadas em laboratório, colocadas num chip de silício, para jogarem o clássico jogo de tiros dos anos 90 "Doom" - e afirmam que ainda só estão a começar a explorar o que estes neurónios poderão vir a fazer.

O projecto, com contornos de ficção científica, é liderado por especialistas em biotecnologia da Cortical Labs, que investigaram e desenvolveram uma tecnologia capaz de aproveitar o modo como funciona o sistema de ligação em rede do cérebro.

Um computador biológico com 200.000 células cerebrais

Cada chamado "computador biológico" integra cerca de 200.000 células cerebrais humanas vivas, cultivadas a partir de células estaminais obtidas em doações de sangue.

Depois de conseguirem dominar o simples jogo "Pong" - em que uma raquete se move para cima e para baixo para devolver uma bola no ecrã - estas células passaram para um desafio bastante mais complexo.

De início, os neurónios estavam ao "nível de um principiante que nunca jogou um videojogo", afirmou à AFP Alon Loeffler, cientista sénior de aplicações da Cortical Labs.

De "Pong" a "Doom": aprendizagem no chip CL1

Em "Doom", o jogador é lançado num mundo 3D caótico, onde tem de explorar o ambiente e eliminar inimigos - uma tarefa longe de trivial para um aglomerado de células.

"Batiam muitas vezes nas paredes, disparavam contra as paredes, viravam-se, faziam coisas engraçadas desse género", disse Loeffler.

"E depois, com o tempo, começaram a apontar aos inimigos com mais regularidade e de forma mais correcta."

Ainda assim, o desempenho está longe de ser perfeito. Para abater um único demónio são necessárias várias tentativas, com disparos em direcções diferentes antes de o alvo ser atingido.

Segundo a Cortical Labs, esta investigação - difícil de imaginar - demonstra que os neurónios conseguem adaptar-se a estímulos em tempo real e realizar aprendizagem orientada para objectivos.

Para tal, os investigadores transformaram o ambiente digital de "Doom" em padrões de sinais eléctricos que os neurónios no chip conseguem interpretar.

Quando surge um inimigo, eléctrodos específicos estimulam os neurónios no chip especial designado CL1, levando-os a reagir.

Diferentes padrões de actividade neuronal traduzem-se em respostas concretas, como disparar a arma ou mover-se para a esquerda ou para a direita.

A equipa acompanha a actividade eléctrica das células através de um ecrã de computador ligado ao CL1, onde essa actividade aparece representada por milhares de pequenos pontos.

Com base nesses dados, os investigadores ajustam os estímulos de entrada para influenciar e treinar a actividade dos neurónios.

Para lá dos jogos: aplicações e eficiência energética

O CL1 não se limita a videojogos - o chip pode ser programado para uma variedade de utilizações, desde a triagem de fármacos até abordagens de aprendizagem automática com semelhanças à IA.

"Estamos apenas a arranhar a superfície do que estas culturas neurais podem alcançar quando integradas em sistemas como o nosso CL1", afirmou o director científico e de operações, Brett Kagan.

"As nossas culturas neurais foram exploradas para uma variedade de tarefas", disse - desde "robótica, tarefas de aprendizagem em tempo real semelhantes à IA, bem como cuidados de saúde, medicina, modelação de doenças, triagem de fármacos e até medicina personalizada".

Kagan descreve o chip CL1 como "uma forma de inteligência mais sustentável e mais poderosa".

Estima-se que o cérebro humano funcione com cerca de 20 watts de potência, um nível de eficiência que a computação em silício e a inteligência artificial ainda não conseguiram reproduzir.

Embora "não tenha como objectivo substituir aquilo que a IA está a fazer", pretende "dar-nos capacidades que nunca tivemos antes", acrescentou Kagan.

As células têm uma esperança de vida de seis meses e, por enquanto, ainda não são capazes de gerar resultados consistentes e programáveis.

Ainda assim, analistas consideram que o valor do projecto poderá residir no consumo energético mais sustentável quando comparado com chips convencionais.

"Precisamos de melhores formas de gerir essa margem de potência e obter níveis mais elevados de eficiência", afirmou William Keating, director executivo da empresa de investigação em semicondutores Ingenuity.

"Isto não é ciência tresloucada nem um grupo de vigaristas. Isto é ciência a sério, e está a fazer progressos reais."

©Agence France-Presse

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