Des chercheurs de l'Université Harvard et de DeepMind, la société d'intelligence artificielle (IA) de Google, Ils ont créé un rat virtueldoté d'un cerveau artificiel capable de contrôler des mouvements complexes et coordonnés, dans le but d'aider à décrypter les mécanismes par lesquels le cerveau contrôle le mouvement.
À grâce à ce modèle de rat numérique réalistedécrit ce mardi dans le magazine Nature, la science va encore plus loin en développant un système d'IA qui non seulement pense intelligemment, mais traduit également cette pensée en actions physiques, en l'occurrence dans le mouvement des extrémités.
Les chercheurs ont utilisé des données réelles de rats enregistrés en haute résolution pour entraîner un réseau neuronal artificiel (le cerveau du rat virtuel) afin de pouvoir contrôler le corps virtuel dans un simulateur physique appelé MuJoco.
Dans ce simulateur, la gravité et d'autres forces comparables à celles de l'environnement normal dans lequel se produit le mouvement sont présentes.
Dans ses expériences, Les chercheurs ont vérifié que « le cerveau artificiel activait les mêmes réseaux de contrôle neuronal au mouvement que le vrai cerveau de vrais rats », souligne le neuroscientifique de Harvard, Bence Ölveczky, expert dans l'entraînement de vrais rongeurs à apprendre des comportements complexes afin d'étudier leurs circuits neuronaux.
Comment une tasse de café fait bouger le cerveau
« La collaboration a été formidable : DeepMind avait développé un système pour former des agents biomécaniques évoluer dans des environnements complexes, ce qui a été très bien pour nous, car nous n'avions pas les ressources nécessaires pour exécuter de telles simulations », a déclaré Ölveczk dans un communiqué.
L'équipe du chercheur de Harvard a travaillé en étroite collaboration avec les chercheurs de Google DeepMind pour former un réseau de neurones artificiels afin de développer ce que l'on appelle des modèles de dynamique inverse, que les scientifiques pensent que le cerveau utilise pour guider les mouvements.
Les Les auteurs citent l'exemple de la façon dont, en prenant une tasse de café Le cerveau humain calcule rapidement la trajectoire que le bras doit suivre et traduit ce calcul en commandes motrices pour exécuter le mouvement.
« De la même manière, basé sur des données de vrais rats, le réseau neuronal a reçu une trajectoire de référence du mouvement souhaité et a appris à produire les forces nécessaires pour le générer. « Cela a permis au rat virtuel d'imiter un large éventail de comportements, même ceux pour lesquels il n'avait pas été explicitement entraîné », explique Ölveczk.
Modèles clés pour résoudre les maladies
Ces simulations ouvrent un champ inexploré des neurosciences virtuel dans lequel des animaux simulés par l'IAformés pour se comporter comme de vrais, peuvent fournir des modèles confortables et transparents pour étudier les circuits neuronaux et voir comment ils sont compromis dans les maladies.
Les Les chercheurs avancent que la prochaine étape sera de fournir l'animal virtuel de autonomie pour résoudre des tâches similaires à celles de vrais rats.
« Nous voulons commencer à utiliser des rats virtuels pour tester ces idées et aider faire progresser notre compréhension de la façon dont les vrais cerveaux génèrent des comportements complexes« , poursuit Ölveczky.
Bien que son laboratoire se concentre sur l'étude du fonctionnement du cerveaula plateforme créée avec DeepMind pourrait être utilisée, entre autres, pour concevoir de meilleurs systèmes de contrôle robotique, soulignent-ils.
Les systèmes d'intelligence artificielle de Google DeepMind sont aider à développer des outils clés identifier, entre autres, les modifications de l’ADN humain susceptibles de provoquer des maladies ; ou pour découvrir des matériaux qui peuvent être utilisés pour fabriquer de meilleures cellules solaires, batteries ou puces informatiques.