Клітини людського мозку навчилися грати в Doom в експерименті Cortical Labs

Виклик "Чи може воно запустити Doom?" щойно подолав наступний рубіж.

Стартап Cortical Labs з Мельбурна, Австралія, успішно навчив кластери живих клітин людського мозку орієнтуватися в класичній відеогрі 1993 року.

У відео, опублікованому на YouTube минулого тижня, дослідники під'єднали живі людські нейрони до програмного забезпечення, яке перетворює геймплей на електричні сигнали та транслює нейронну активність у внутрішньоігрове керування, дозволяючи клітинам рухатися, реагувати на ворогів та стріляти зі зброї.

"У 2021 році ми змусили Pong працювати на нейронах. Це було схоже на перший тест, щоб побачити, чи можемо ми мати якусь класну гру, яка говорить з людьми. Але тоді відповідь номер один, яку ми отримали, була: чи може воно запустити Doom?" — розповів Алон Лоффлер, науковець із застосування в Cortical Labs, виданню Decrypt.

Всередині пристрою CL1 компанії знаходиться приблизно 200 000 живих людських нейронів, культивованих на мультиелектродному масиві, що дозволяє дослідникам стимулювати клітини електрично та інтерпретувати їхні відповіді в режимі реального часу.

Чи може воно запустити Doom?

Протягом десятиліть Doom служив неофіційним еталоном для інженерів, що тестували нові системи.

Відколи розробник відеоігор id Software з Техасу публічно випустив вихідний код гри у 1997 році, розробники портували її на широкий спектр несподіваних платформ.

Шутер з'явився на несподіваних платформах, включаючи кишкові бактерії та тести на вагітність, на блокчейн-мережах, у PDF-файлах, роботах-газонокосарках та CAPTCHA-викликах, які вимагають від гравців перемогти демонів, щоб довести, що вони люди.

Лоффлер сказав, що команда спочатку покладалася на імпровізований низькорівневий комп'ютерний код, щоб зробити системи функціональними, але зрештою вирішила побудувати платформу, розроблену з нуля, щоб дозволити дослідникам взаємодіяти з нейронами через високорівневе керування, використовуючи прості команди Python.

Після того як Cortical Labs побудувала платформу, розробка прискорилася.

"Співробітнику Шону, який написав код Doom для нас, знадобилося кілька днів замість 18 місяців," — сказав Лоффлер.

Навчання нейронів грати

Нейрони вчаться через сигнали зворотного зв'язку, отримуючи невеликі винагороди, коли вони правильно цілять у ворога, і більші винагороди, коли вони успішно стріляють та знищують ціль, зміцнюючи поведінку, пов'язану з цими сигналами, з часом.

Потім дослідники Cortical Labs використовували штучний інтелект, щоб удосконалити те, як ігрова інформація кодується в електричні сигнали, що надсилаються нейронам.

"Клітини фактично вчаться вводу," — сказав Лоффлер. "Але потім ШІ намагається покращити цей ввід, щоб спробувати змусити клітини робити те, що ми хочемо, щоб вони робили."

Хоча клітини показували стабільне покращення під час гри в Doom, Лоффлер підкреслив, що нейрони реагували на вхідні дані, а не справді розуміли гру.

"Система насправді не знає, що вона грає в Doom," — сказав він. "Вона отримує електричні сигнали, а потім видає відповіді."

Лоффлер сказав, що робота з живими нейронами вимагає іншого підходу, ніж традиційне програмування.

"Це абсолютно інша зміна менталітету," — сказав Лоффлер. "Ви не можете просто мати цю звичайну комп'ютерну систему, яку ви програмуєте. Це потрібно робити з абсолютно новим ставленням і абсолютно новим способом дивитися на речі."

Гри, сказав він, служать публічною демонстрацією, тоді як дослідники вивчають практичне застосування.

Незважаючи на використання нейронів людського походження, Лоффлер сказав, що система не нагадує людське пізнання.

"Те, що це людські клітини, не означає, що це людина на цій чашці," — сказав він. "Немає больових рецепторів. Немає структур, які могли б дозволити функціональність вищого порядку."

Незважаючи на це, дослідники, сказав він, бачать докази нейронної адаптивності поза мозком.

"Ми все ще бачимо адаптивність до середовища. Ми все ще бачимо навчання," — сказав Лоффлер. "Що показує вам притаманні здібності нейронів адаптуватися."