科学家破译小鼠大脑导航,助力机器人自主行走

2024-02-26 热点资讯 关注公众号
    :科学家破译哺乳动物定位导航神经机制,人工智能有望赋予机器人自主导航能力
科学家解码小鼠大脑导航密码,有望帮助机器人实现自主导航    【导语】:
    近日一项震撼科研界的研究揭示了哺乳动物大脑中定位与方向识别的奥秘。科学家们通过深度剖析小鼠大脑活动模式,成功解读了这两种关键神经元——头朝向细胞和网格细胞的作用机制,并以此为基础研发出一款人工智能算法,该算法能够根据生物体大脑活动精确推断其位置和方向,为未来机器人实现自主导航开启了全新可能。
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    在探索哺乳动物复杂的内在导航系统时,科学家发现大脑主要依赖两种类型的神经元编织精准的空间地图。一种名为“头朝向细胞”的神经元群体宛如生物体内的内置指南针,负责精确定位动物面向的方向;另一种被称为“网格细胞”的神经元则更像二维空间地图的绘制者,它们共同协作,构建起一套帮助动物准确无误地定位自身的复杂系统。
    田纳西大学诺克斯维尔分校的Vasileios Maroulas教授携手美国陆军研究实验室开展了一项开创性研究。他们聚焦于以往实验数据,深入挖掘其中隐藏的规律。在这场前所未有的实验中,研究团队将探针植入数只小鼠的大脑,实时记录下它们在开放环境中自由移动时神经元的放电模式,并同步拍摄视频捕捉其确切位置和头部方向变化。
    Maroulas团队运用这些珍贵数据,创新性地开发出一款人工智能算法,这款算法犹如一个无需卫星信号、直接解析生物大脑活动的“生物GPS”,可以根据小鼠大脑活动动态推断其瞬息万变的位置和方向信息。Maroulas教授指出:“这一技术突破让我们摆脱了对预加载地图或卫星数据更新GPS坐标的依赖,使算法具备类似哺乳动物大脑‘思考’及识别空间的能力。”他满怀信心地展望,这项人工智能技术最终将赋能智能系统,使其能够如同哺乳动物般自主导航,即通过模拟并融入哺乳动物大脑处理空间数据的方式,革新算法架构。
    澳大利亚昆士兰科技大学的Adam Hines对此研究给予高度评价,他表示,将这种新技术比喻为智能手机地图应用十分贴切。“它如同在地图上实时显示当前位置(定位标记)和行进方向(蓝色箭头),随着个体移动而不断更新。在这个比喻中,网格细胞就如同精密无比的生物GPS,而头朝向细胞则扮演着不可或缺的生物指南针角色。”
    这项研究不仅深化了我们对哺乳动物导航机制的理解,更为未来的机器人技术和人工智能领域开辟了一条全新的路径,预示着在不久的将来,智能机器人或将具备真正意义上的自主导航能力。

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