2008-08-14

具有生物腦袋的「科學機器人」

A 'Frankenrobot' with a biological brain
http://www.physorg.com/news137852322.html

August 13, 2008

※ 譯註:Frankenrobot 一字源自科學怪人(Frankenstein)

Meet Gordon,或許是世上第一個專門由活生生的腦組織所控制的機器人。與培養出來的大鼠神經元連結在一起,Gordon 原始的腦灰質則由(英國)University of Reading 的科學家所設計,他們在週三公開這部以神經元為動力的機器。

其中一位領導研究者向法新社表示,他們開創性的實驗探索自然與人工智慧間消失的邊界,且能闡明記憶與學習的基石。

"目的是要理解記憶實際上如何儲存在生物腦中," Kevin Warwick 說,Reading 大學一位教授以及此機器人首席設計師之一。

觀察神經細胞在發射電脈衝時如何協調(cohere)成一個網路,他說,也許能幫助科學家對抗攻擊腦部的神經退化性疾病,諸如阿茲海默氏症與帕金森氏症。"如果我們能了解我們小型的模型腦發生了什麼事,它那可能有巨大的醫學衍生," 他說。

看起來有點像動畫鉅片《瓦力(Wall-E)》 當中的垃圾壓縮英雄,Gordon 有一個由 5 萬到 10 萬活躍的神經元所組成的腦。

一但從大鼠胎兒中移除,並透過一種酵素浴將彼此解開,這些特化的神經細胞被安排在富含養份的培養基中,培養基則遍及 8x8 公分的、包含 60 個電極的陣列。

這種 "多電極陣列(multi-electrode array,MEA)" 權充活體組織與機器之間的界面,由腦部傳送電脈衝驅動機器人的輪子,並接收由感應器所傳遞的脈衝,以回應環境。

因為這腦是活組織,它必須裝入一種特殊的溫度控制單元 -- 它透過 Bluetooth 無線連接與它的「身體」溝通。

此機器人沒有來自人類或電腦的額外控制。

打從一開始,神經元們就相當忙碌。"在大約 24 小時內,它們開始彼此送出觸角,並開始連結," Warwick 說。

"在一週之內,我們獲得某些自主性發射以及如同腦一般的活動," 類似於在一隻正常大鼠 -- 或人類 -- 腦中所發生的樣貌,他補充道。

但沒有外部的刺激,這個腦將會在數個月內枯萎並死亡。

"現在我們正觀察該如何教導它以某種方式表現," Warwick 說。

在某種程度上,Gordon 它會自我學習。例如,當它撞到一面牆時,它會從機器人的感應器獲得一種電刺激。當它遇到類似情況時,它會透過習慣學到。

為了幫助此過程向前,研究者也使用不同的化學物質,強化或抑制在某種特殊活動期間變亮的神經路徑。

Gordon,事實上具有多重人格 -- 科學家能將數個 MEA「腦袋」接到機器人上。

"如果你在不同腦袋間獲得差異 -- 這相當有趣," Warwick 說。"這一個有點喧鬧與活躍,而我們知道另一個對我們不理不睬。"

因為許多道德上的理由,Reading 的研究者或世界各地其他實驗室不太可能在近期的同樣類型實驗中使用人類的神經元探索同樣的領域。

但大鼠腦細胞並非很糟糕的替身:Warwick 推測,囓齒目動物與人類智慧之間有許多差異,很可能是因為數量而非質量。

大鼠腦部大約由 100 萬個神經元所組成,這種特化的細胞透過一種稱為神經傳導素的化學物質在整個腦袋中傳遞資訊。

人類則有 1000 億個。

"這是我們能夠觀察 -- 以及控制 -- 的簡化版人腦,基本功能都是我們想要的。在人類腦中,你真的沒法這麼做," 他說。

對同事 Ben Whalley 來說,今日科學家所面臨的一個基本的問題是,如何讓個別神經元的活動與生物整體的壓倒性複雜行為產生聯繫。

"此計畫賦予我們一種獨特的機會來觀察某東西,那也許會展現出複雜的行為,但它們仍與個別神經元的活動緊密聯繫," 他說。

※ 以後或許會從幹細胞下手。

* Kevin Warwick - Home Page
http://www.kevinwarwick.com/

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4 則留言:

匿名 提到...

好恐怖... 讓我想到 Star Trek 那個大腦被搬出來的人....

fsj 提到...

世界最小機器人上市 台幣1.6萬元

【聯合報╱記者丁萬鳴/台北報導】 2008.08.22

國內首屆「國際機器人展」昨天起在台北世貿一館登場,展出多款產業用和服務型機器人,以及國人自行研發設計、榮獲金氏世界紀錄「世界最小商品化人型機器人」。不過,目前高功能機器人仍是德國和日本的天下。
由國人自行研發設計的BeRobot,僅僅15公分高,榮獲金氏世界紀錄「世界最小商品化人型機器人」,目前已上市場量產,每台平均價格約1.6萬元,主要供益智遊樂教學用途,可以屈膝、跳舞、伏地挺身,也可用於保全。

生產BeRobot的極趣科技總經理張合右說,BeRobot不但已列入金氏世界紀錄,而且商品也量產化,是台灣少數在巿面上可以買到的機器人,而且小朋友都可以操作,可透過這個平台學習製作和認識機器人。

台灣機器人產業協會公會指出,隨著生活型態改變,今年展出的成果大多是服務型機器人。

經濟部工業局長陳昭義表示,機器人產業將成為台灣兩兆雙星後的新興領域,雖然今年產值不到400億元,但預計2015年產值可達2500億元。

但這次展出的新產品和能具有多高功能的機器人,尤其許多具備強大生產加和高精密度的工業機器人,仍是德國、日本的天下,台灣的機器人製造水準距先進國家仍有一大段距離。

首屆國際機器人展由經濟部指導,台灣機器人產業協會共同主辦,將展出至周日,有來自國內外近百家單位參展,期間並將展示國人研發的最新機器人產品,包括產業型、服務型與學生設計的機器人作品。另外,主辦單位還舉辦校際機器人創意競賽。

fsj 提到...

產品愛好度 美女教授測腦波即知

自由時報 2008-08-24

〔記者胡清暉/台北報導〕「觀察消費者的腦波反應,可應用於產品設計及包裝」,台灣科技大學工商業設計系副教授王韋堯和中研院合作,全台首度結合商業設計、腦波觀察進行研究,試圖了解消費者對產品的真實情緒變化,未來可能提供業者在產品上市前,進行消費者腦波測試,修正品牌策略。

在英國取得視覺傳達博士的王韋堯,長期研究消費者心理學,不但在研究所首開「感性品牌」課程,課堂上播放爵士樂、品嘗涼酒,還帶著同學們去誠品、微風廣場上課,近一年來,開始在系上進行腦波研究。

由於授課方式活潑,被許多系上同學形容為「美女老師」,還有男同學親手彩繪美少女漫畫像送給她。

王韋堯分析,目前產品市場調查多採用問卷,但常會失真、誤導,透過儀器觀察大腦區位神經的自然反應,可直接了解消費者對於設計與美學刺激。

實驗時,首先把電極黏貼在受測者臉部及耳骨位置,再戴上電極帽,定位九個探測腦波的電極位置。打開腦波測量儀器,把插畫、照片、廣告字樣,透過電腦螢幕隨機播放,並把腦波反應記錄在硬碟,每次實驗約十五分鐘。一年多來累積約五十名受測者,試圖建立模式。

王韋堯笑說,她算是國內率先結合商業設計、腦波觀察的研究者,許多知識及內容都必須詢問中研院、儀器業者,也花很多時間看書自學,但她相信設計學門一定要跨領域。

王韋堯表示,國外甚至有人希望能在賣場監測消費者腦波,掌握消費者對產品的偏好,但恐將引發爭議。

※ 說不定以後人人都得像「靈異象限」那樣戴上尖尖的錫箔帽... XD

fsj 提到...

晶片腦學得快 筷子機器人更輕巧

【周麗蘭/雲林報導】 2008-09-27 中國時報

「小可」的四「枝」腳會走、會跳、也會故意摔跤,從不會走路到能走跳,它練習了一千次,它不是動物,而是個「筷子機器人」。它的存在,起源於十五年前準博士陳重臣的念頭,被英國南安普敦大學教授榮那催生,由一堆筷子與晶片組合而成。

陳重臣如今是雲科大資管系主任,他是個橫跨管理、生物、電腦領域的多才學者,十五年前寫論文發想,直到幾年前榮那教授到雲科大訪問,問他:「何不把這些筷子兜成機器人?」

在雲科大四個碩士班學生下,陳重臣利用十六根筷子與保險絲,拴成一個如有四隻腳的怪物,裝上如人腦有學習功能的晶片,另一端接上電腦,開始「教」小可走路,從簡單的四肢動物走路,到學大象走路、以對角方式走路、轉圈、跳躍,小可的「腦袋」進展了一千代。

陳重臣說,用筷子當架構的原因是,隨便綁都可以,小孩子很容易學,也容易增添架構;用保險絲綁起來,也是為了不要太固定,可以像動物一樣靈活運動。

他解釋,小可的「腦」,是一個模仿人類大腦資訊處理,並擷取運作方式設計成的系統,可以有如人類的「神經元」,擁有學習的機制與解決問題的能力,教導小可走路就像教小嬰兒,一步一步慢慢來,已經演進到第一千代。

機器人「小可」是筷子搭起來的,重量很輕,也很便宜,兩千元就可以完成一個,榮那博士曾經在一夜之間就做了十一個。

由於「小可」具有學習能力,陳重臣希望它未來運用於生活幫助人類,例如會抱抱、親親的寵物狗,或進入戰地搜尋地雷,甚至登上火星的機器人。