Prijava

» »

Simulacija ivnega sistema gliste v raunalniku

Simulacija živčnega sistema gliste v računalniku

Slo-Tech - Glista Caenorhabditis elegans je dolga le kakšen milimeter in morda za biologe ni nič posebnega, a za razvoj umetne inteligence je zelo pomembna. V podrobnosti namreč poznamo njen živčni sistem, ki ga sestavljata 302 nevrona. Povezani so z okrog 8000 sinapsami in krmilijo slabih sto mišičnih celic (celoten organizem ima manj kot tisoč celic), kar je dovolj, da se C. elegans odziva na dražljaje, jé bakterije in giblje po prostoru. Delovanja nevronov, ki omogočajo premikanje v tej glisti, namreč znamo zapisati kot vezje. Že nekaj časa poteka tudi mednarodni projekt OpenWorm, v sklopu katerega želijo do popolnosti modelirati življenje takšne gliste. To tja je še daleč, so pa sedaj raziskovalci z Dunaja dosegli pomemben preboj pri simulaciji njenega premikanja.

V računalniku so namreč uspeli modelirati "možgane", torej živčni sistem te gliste (znanstveni članek). Če to virtualno glisto spodbodemo, se bo ustrašila in odplazila proč. Pri tem je pomembno to, da virtualne gliste niso učili, da se mora tako odzvati, temveč je to posledica samega ustroja njenega živčnega sistema. Ta glista se uči sama tako, kot to opisujejo nevronske mreže. Ob tem raziskovalci pojasnjujejo, da gre za podoben problem, kot je lovljenje ravnotežja pri pokonci stoječi palici. Če jo vstran potisnemo z zgornje strani, se mora premakniti tudi spodnji konec, če naj ostane v pokončnem položaju. Nekaj podobnega počne tudi ta glista, ne da bi ji človek posebej vprogramiral algoritem za to početje.

32 komentarjev
  • avatar

    nekikr ::

    V poplavi AI novic se mi tole zdi še najbolj podobno AI? Pa čeprav I v bistvu ne obstaja, ampak vsaj ni programiran odziv ali "prebiranje" neomejenih virov in delanja nekih zaključkov.

  • avatar

    kuall ::

    In kaj so se naučili iz tega poskusa? Nič? Ali je avtor članka pozabil to omenit?

    Pri tem je pomembno to, da virtualne gliste niso učili, da se mora tako odzvati, temveč je to posledica samega ustroja njenega živčnega sistema.

    Ja to je pomembno, amapak v negativnem smislu. Ta glista se sploh ni zmožna naučiti ničesar novega. Že ob rojstvu ima vse znanje zakodirano v možgane. Torej lahko sklepamo, da so imeli prvi možgani znanje zakodirano v možgane ob rojstvu, potem pa so se generaliziral, čedalje višja stopnja živali je bolj so se generalizirali, človek pa je vrhunec.

  • avatar

    snow ::

    Ta glista se ne uči sama, ampak jo učijo raziskovalci. Parametre nevronske mreže učijo z Random Search, kjer je cilj držati palco pokonci. Tako da se "glista" premika levo in desno.
    Nevronska mreža v tej študiji je imela 2 izhoda za premik in nobene mišice. Skratka problem, ki so ga reševali je pratično enak CartPole iz OpenAI Gym.
    Kar je bilo od gliste, je pa model nevronov, ki jih uporabljajo za simulacijo take gliste. S tem, da jih je bilo tukaj veliko manj kot v pravi glisti (slika 1C).

  • avatar

    Uporabnix ::

    kuall je izjavil:

    In kaj so se naučili iz tega poskusa? Nič? Ali je avtor članka pozabil to omenit?


    Jebemti mi gre na živce, ko ljudje odreagirajo v stilu "In kaj imamo mi od tega" ali "In kaj so se naučili iz tega? Nič?".
    Kaj ti ljudje sploh počnejo na tem forumu?

  • avatar

    kuall ::

    Uporabnix je izjavil:

    kuall je izjavil:

    In kaj so se naučili iz tega poskusa? Nič? Ali je avtor članka pozabil to omenit?


    Jebemti mi gre na živce, ko ljudje odreagirajo v stilu "In kaj imamo mi od tega" ali "In kaj so se naučili iz tega? Nič?".
    Kaj ti ljudje sploh počnejo na tem forumu?


    Kaj so se naučili je čist logično vprašanje, saj se znanstvene poskuse dela z namenom razjasniti si neko nejasnost ali se naučiti nečesa novega. Če tega ni je bil poskus verjetno ničvreden.
    Ne pravim pa, da nimamo mi nič od tega, samo pravim, da naj raje delajo take poskuse, kjer vedo, kaj delajo. Pri vsaki stvari moraš vedet kaj delaš, drgač ne bo ratalo, če boš kar nekaj na slepo delal.

  • avatar

    nekikr ::

    Že nekaj časa poteka tudi mednarodni projekt OpenWorm, v sklopu katerega želijo do popolnosti modelirati življenje takšne gliste. To tja je še daleč, so pa sedaj raziskovalci z Dunaja dosegli pomemben preboj pri simulaciji njenega premikanja.

    Kako niso vedeli kaj delajo?

  • avatar

    Kaboom ::

    Uporabnix je izjavil:

    kuall je izjavil:

    In kaj so se naučili iz tega poskusa? Nič? Ali je avtor članka pozabil to omenit?


    Jebemti mi gre na živce, ko ljudje odreagirajo v stilu "In kaj imamo mi od tega" ali "In kaj so se naučili iz tega? Nič?".
    Kaj ti ljudje sploh počnejo na tem forumu?


    +1

    Cilj raziskave je bil dosežen. "Program" gliste prekopiran v računalnik. Sedaj pa neomejena nadaljnja uporaba tega znanja. Saj ne rabijo oni prebit svetlobne hitrosti s tem dosežkom - bo pa nekdo za njimi s tem novim znanjem.

    In kaj imate vi od tega? Nič. Žrite svoj sendvič naprej in srkajte cocacolo... kaj vas briga glista.

  • avatar

    DexterBoy ::

    Razen, če ni ta glista trakulja v njihovem prebavnem traktu :))

  • avatar

    BigWhale ::

    Dans glista, jutri cloveski mozgani! ;)

  • avatar

    kuall ::

    Kaboom je izjavil:

    Sedaj pa neomejena nadaljnja uporaba tega znanja. Saj ne rabijo oni prebit svetlobne hitrosti s tem dosežkom - bo pa nekdo za njimi s tem novim znanjem.


    Kakšnega znanja? Saj to sem vprašal, kaj so se novega naučili?

  • avatar

    Lonsarg ::

    Čak, naredili so virtualno kopijo živčnega sistema organizma, ti pa sprašuješ kaj so se naučili?!? Ja če ne drugega delati virtualno kopijo aneda, da ne omenjamo miljone "podznanj", ki so bili doseženi, da so prišli do tega in miljone znanja, ki bo posledica tega dosežka. Tu se skriva bogastvo, sam dosežek je zgolj pika na i (v tem primeru je izjemoma že sam dosežek zlata vreden).
    Ne rečem če bi bil kakšen manj jasen dosežek, za kateregi ti ne bi bil zmožen doumeti "kaj zaboga je to novega". Ampak ta dosežek je pa dovolj velik da se iz vesolja vidi da je tu zadaj konkretno novega.

    Taki dosežki lahko spremenijo potek razvoja AI, morda bomo namesto učenja nevronskih mrež raje kopirali nevronske mreže iz obstoječih organizmov in jih zgolj modificirali. Namreč ravno to bodo zdaj znanstveniki se igrali, modificirali bodo to virtualno kopijo gliste. Morda boš čez 20 let imel robotskega pomočnika, ki bo imel del izvorne kode te gliste notri! :)

  • avatar

    blay44 ::

    Zdaj ko so se Prevčevi nevroni sinhronizirali :)
    Jaz tudi mislim, da je to napačen pristop. Nekako se strinjam s @snowom.
    Za Naravo bi bilo preveč potratno, da bi se odločala/učila z random funkcijo.
    To lahko vidimo tudi z njenim ali pa našim opazovanjem. Vedno se odloča glede na prejšnje izkušnje(verjetno rezultate ostalih nevronov). Cilj pa usmerja nekakšen "gon" ne pa random:)
    Tisti algoritem uporablja vsak, ki je kdaj programiral kakšen robotek.
    Če kdo razume pravo, novo vrednost napisanega, naj prosim razloži.

  • avatar

    nebivedu ::

    Narava je lahko potratna. Ima veliko, ampak res veliko, časa.

    Mi smo tisti, ki ga nimamo. Mi smo tukaj do sedaj z manj od promila zemljine dobe in ne bomo dosegli promila, kolikor smo že glupi in imamo samomorilska nagnjenja.

  • avatar

    BigWhale ::

    Narava se nic ne odloca niti ne ve kaj je zanjo potratno ali ne. Narava samo je in se ne zaveda sama sebe. Evolucijo furajo nakljucne spremembe, ki se vcasih za nekatere bolje koncajo kot za druge in pa 'naravna evgenika'.

    Narava ni pomislila 'joj, antilope majo prekratke vratove, mogoce bi blo treba jih podaljsat' ampak je eni 'antilopi' nakljucna mutacija nardila malenkost daljsi vrat, to so opazile samice in to so opazili samci, ker so iz bojev prihajali bolj polomljeni. Potem s tisti s krajsimi vratovi izumrli uspesnejsi so bili pa tisti z vedno daljsimi vratovi.

  • avatar

    blay44 ::

    :)
    Darwinizem je že ene 100 let znan. Zdaj se raziskuje zajemanje in procesiranje podatkov enega "osebka". Ne pa izbira najboljše kombinacije za dano okolje.
    A ste kdaj v glavi ustvariti novo funkcijo, ki je za začetek uporabljala popolnoma random podatke?.

  • avatar

    shintaro ::

    kdaj bo

    AI HACKER
    in
    AI PEVKA

  • avatar

    blay44 ::

    :)
    Kaj ti bo AIpevka, ki bo pela o elektriki, bitih, statistiki...
    in se ji bo jeba*lo za tvoje probleme, občutke...
    Boš pobegnil na Mars.

  • avatar

    Matthai ::

    Singularity is coming... za gliste. :))

    AI pevka pa že obstaja:


  • avatar

    nebivedu ::

    Matthai je izjavil:

    Singularity is coming... za gliste. :))

    AI pevka pa že obstaja:





    Oboje boljše kot recimo pri nas murko ali kaj podobnega. :))

  • avatar

    nekikr ::

    Tisti algoritem uporablja vsak, ki je kdaj programiral kakšen robotek.

    Ja, simpl ko pasulj. Ampak, no, saj veš, še vedno si beden, nepomemben Slovenec, ki ni in ne bo ustvaril nič pametnega razen celih ton CO2. Pa tako enostavno je simulirati eno glisto, po dveh pirih zna to vsak, ane?

  • avatar

    PrihajaNodi ::

    nebivedu je izjavil:

    Narava je lahko potratna. Ima veliko, ampak res veliko, časa.

    Mi smo tisti, ki ga nimamo. Mi smo tukaj do sedaj z manj od promila zemljine dobe in ne bomo dosegli promila, kolikor smo že glupi in imamo samomorilska nagnjenja.


    Torej smo mi bogovi ce ne del narave? Se bo pa potrebno sprijazniti da sno si na racun daljsega zivljenja ustvarili cel kup jebenih omejitev. Zacne se s prostim gibanjem ljudi. In ce bi bila neka druga "vrsta" v Evropi "inteligentna" kot clovek, bi se vedno tekali bosi po Afriki.

  • avatar

    blay44 ::

    nekikr je izjavil:

    Tisti algoritem uporablja vsak, ki je kdaj programiral kakšen robotek.

    Ja, simpl ko pasulj. Ampak, no, saj veš, še vedno si beden, nepomemben Slovenec, ki ni in ne bo ustvaril nič pametnega razen celih ton CO2. Pa tako enostavno je simulirati eno glisto, po dveh pirih zna to vsak, ane?


    Auh, kakšen odziv. :) Pa se res premakne.
    To dokazuje, da bi namesto funkcije "random" morali v algoritem vgraditi funkcijo "pričakovanja"
    Naturlich, ane.

  • avatar

    gus5 ::

    Pri tem je pomembno to, da virtualne gliste niso učili, da se mora tako odzvati, temveč je to posledica samega ustroja njenega živčnega sistema.
    Ker gre za simulacijo nevronskega omrežja, odgovornega za refleksno odzivanje:
    a circuit responsible for the worm's reflexive response to external mechanical touch stimulations
    Ker je ta model povezanosti nevronskih engramov 'podedovan', gliste bežanja ne učijo raziskovalci. Njena reakcija na stimul, ki se izrazi kot beg, je že nevralno določena.

  • avatar

    kuall ::

    Lonsarg je izjavil:

    Čak, naredili so virtualno kopijo živčnega sistema organizma, ti pa sprašuješ kaj so se naučili?!? Ja če ne drugega delati virtualno kopijo aneda, da ne omenjamo miljone "podznanj", ki so bili doseženi, da so prišli do tega in miljone znanja, ki bo posledica tega dosežka. Tu se skriva bogastvo, sam dosežek je zgolj pika na i (v tem primeru je izjemoma že sam dosežek zlata vreden).
    Ne rečem če bi bil kakšen manj jasen dosežek, za kateregi ti ne bi bil zmožen doumeti "kaj zaboga je to novega". Ampak ta dosežek je pa dovolj velik da se iz vesolja vidi da je tu zadaj konkretno novega.

    Taki dosežki lahko spremenijo potek razvoja AI, morda bomo namesto učenja nevronskih mrež raje kopirali nevronske mreže iz obstoječih organizmov in jih zgolj modificirali. Namreč ravno to bodo zdaj znanstveniki se igrali, modificirali bodo to virtualno kopijo gliste. Morda boš čez 20 let imel robotskega pomočnika, ki bo imel del izvorne kode te gliste notri! :)


    Sprašujem kaj so se novega naučili zato, ker bi rad, da bi to napisali v svoj članek,da bi še jaz imel to znanje.

    Praviš, da so se naučili, kako delat virutalno kopijo živčnih sistemov glist? A to je bil namen. No pol naj pa to napišejo, kako točno se naredi. Sej bi bilo zanimivo slišat, ja. A nevrone pogledajo z mikroskopom, vsako povezavo in to potem preslikajo v računalniku? Imajo za to kakšen program, ki jim naredi kopijo?

  • avatar

    avister ::

    Ideja poskusa je omenjena na koncu članka:

    The team is going to explore the capabilities of such control-circuits further. The project raises the question, whether there is a fundamental difference between living nerve systems and computer code. Is machine learning and the activity of our brain the same on a fundamental level? At least we can be pretty sure that the simple nematode C. elegans does not care whether it lives as a worm in the ground or as a virtual worm on a computer hard drive.

  • avatar

    bpbpbp ::

    blay44 je izjavil:

    To dokazuje, da bi namesto funkcije "random" morali v algoritem vgraditi funkcijo "pričakovanja"
    Naturlich, ane.

    To bi bila lahko tudi usodna napaka, ki te odpelje v slepo ulico (oz. kot smo temu včasih pri matematiki rekli, do prvega lokalnega optimuma).

    Primer: v službi je včasih boljše promoviranje naključnih, kot pa najboljših. (Glej Petrovo načelo.)

  • avatar

    blay44 ::

    :)
    Uf dobra so ta načela. Hvala za informacijo.
    Narava je uvedla časovno limito, da se "skupina" ne zazanka okoli "lokalnega optimuma"
    Kako pa prenaša informacije na nove "objekte" pa...nekaj je nakazal @gus5. Glede na moja skromna opazovanja, se mi dozdeva, da tudi to ni "random".
    Tukaj sem jaz dosegel svoj plato:D. Zaenkrat. Zdej, da ne vzdražim razne postulate se bom držal zakona substitucije.:D

  • avatar

    gus5 ::

    avister je izjavil:

    Is machine learning and the activity of our brain the same on a fundamental level?
    Odgovor je - da.

  • avatar

    nebivedu ::

    Do elaborate.

  • avatar

    gus5 ::

    nebivedu je izjavil:

    Do elaborate.
    Temeljni princip učenja tako pri strojih kot človeku temelji na prilagodljivi povezljivosti. Stroji se učijo inkrementalno; korakoma in toliko časa spreminjajo povezljivost med posameznimi umetnimi nevroni, da se 'samo-uglasijo' (beri: naučijo). Enako se učijo ljudje, korakoma, s ponavljanjem, delanjem napak, z izločanjem napak, ko vse izločijo, so naučeni. Fleksibilnost nevralne strukture pri ljudeh se imenuje nevro-plastičnost; gre za sklepanje in razklepanje različnih sinaps, v katere se vpišejo engrami.

  • avatar

    nebivedu ::

    Ja, pri inkrementalni obliki se strinjam. Ampak inkrementalno učenje je samo eno izmed strojnih učenj.