Le système nerveux artificiel utilise la détection de la lumière pour attraper des objets comme le font les humains

Le système nerveux artificiel utilise la détection de la lumière pour attraper des objets comme le font les humains

Système de stimulus-réponse artificiel. (A) Illustration schématique du système de stimulus-réponse biologique composé de rétine, de neurones, de synapse et de muscle. (B et C) Structure schématique du dispositif de (B) AVR avec couche InP QD et (C) AS avec EDL rétentif. (D) Illustration schématique d’un individu humain attrapant une balle avec succès grâce à l’apprentissage. (E) Les signaux neuronaux avant et après le processus d’apprentissage. Crédit: Progrès scientifiques (2021). DOI: 10.1126 / sciadv.abe3996

Avec un système nerveux artificiel simple maintenant capable d’imiter les réponses humaines à la lumière, les scientifiques en apprennent davantage sur la façon de programmer une telle technologie pour une utilisation dans des prothèses robotiques médicales.

Tout comme lorsque l’œil humain réagit à une lumière vive, ou qu’une main provenant d’une surface chaude ou un genou se secoue en réaction à un impact avec un objet dur, les systèmes nerveux artificiels peuvent également fonctionner pour réagir à leur environnement. Cependant, ces réponses sont automatiques. Désormais, les chercheurs cherchent à programmer des neurones artificiels pour qu’ils répondent consciemment aux stimuli externes.

Jusqu’à présent, trois universités de Corée du Sud ont réussi à concevoir un système artificiel capable de répondre consciemment aux stimuli extérieurs. Ce système utilise un outil appelé photodiode pour convertir la lumière en un signal électrique, un transistor pour imiter une synapse mécanique, un circuit neuronal artificiel pour simuler le cerveau et une main robotique. Lorsque la photodiode détecte la lumière, le signal de réponse se déplace à travers le transistor comme si le long de la synapse d’un neurone, qui se déplace ensuite vers le circuit de neurone artificiel afin d’inciter la main robotique à réagir.

En ce moment, les scientifiques lâchent une balle au-dessus de ce système pour tester comment l’entité artificielle utilise la lumière pour identifier le mouvement et recourbe les doigts de la main robotique afin d’attraper la balle qui tombe. Le processus prévu modélise la manière dont le cerveau humain enregistre un stimulus tel que la lumière pénétrant dans l’œil et répond ensuite en nature avec une action telle qu’un tour de tête. Cette action découle de signaux neuronaux indiquant aux muscles comment réagir en réponse aux stimuli lumineux, idéalement le tout en une fraction de seconde.

Depuis le début de cette expérience en 2018, les chercheurs ont rapporté que le temps nécessaire au système neuronal artificiel pour couper sa main robotique est passé de 2,56 secondes à 0,23 seconde. Les scientifiques affirment que l’un des principaux objectifs de ce projet est d’aider les patients souffrant de lésions neurologiques à reprendre le contrôle de leurs mouvements musculaires. Jusqu’à présent, une expérience similaire a réussi à utiliser un tel système artificiel pour contrôler le mouvement des membres d’un cafard. La recherche vise à développer davantage ces systèmes pour améliorer le potentiel d’assistance robotique aux humains.

De plus, au-delà de l’assistance aux humains à titre secondaire, ce type de technologie robotique pourrait être prometteur pour des entités robotiques plus indépendantes employées pour effectuer elles-mêmes des tâches.


Le réseau de neurones CLIP reflète les neurones du cerveau humain dans la reconnaissance d’images


Plus d’information:
Seongchan Kim et al, Système de stimulation-réponse artificielle capable de réponse consciente, Progrès scientifiques (2021). DOI: 10.1126 / sciadv.abe3996

© Réseau Science X 2021

Citation: Le système nerveux artificiel utilise la détection de la lumière pour attraper des objets comme le font les humains (2021, 12 avril) récupéré le 14 avril 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-04-artificial-nervous-humans.html

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