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Intelligence artificielle Discussion :

Des scientifiques chinois créent un robot dont le "cerveau" est fabriqué à partir de cellules souches neurales


Sujet :

Intelligence artificielle

  1. #1
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    Par défaut Des scientifiques chinois créent un robot dont le "cerveau" est fabriqué à partir de cellules souches neurales
    Des cellules cérébrales cultivées en laboratoire ont compris comment jouer au jeu vidéo Pong,
    en 5 minutes

    L'intégration des neurones dans les systèmes numériques peut permettre d'obtenir des performances irréalisables avec le silicium seul. Des réseaux neuronaux in vitro d'origine humaine ou de rongeurs sont intégrés à l'informatique in silico par le biais d'un réseau multi-électrodes à haute densité. Grâce à la stimulation et à l'enregistrement électrophysiologiques, les cultures sont intégrées dans un monde de jeu simulé, imitant le jeu d'arcade Pong.

    Pong est un des premiers jeux vidéo d'arcade et le premier jeu vidéo d'arcade de sport. Il a été imaginé par l'Américain Nolan Bushnell et développé par Allan Alcorn, et la société Atari le commercialise à partir de novembre 1972. Le jeu est inspiré du tennis de table en vue de dessus, et chaque joueur s'affronte en déplaçant la raquette virtuelle de haut en bas, via un bouton rotatif, de façon à garder la balle dans le terrain de jeu.

    Nom : PONG.jpg
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Taille : 27,8 Ko
    L'activité neuronale change en temps réel pour minimiser l'imprévisibilité de l'environnement


    Le joueur peut changer la direction de la balle en fonction de l'endroit où celle-ci tape sur la raquette, alors que sa vitesse augmente graduellement au cours de la manche. Un score est affiché pour la partie en cours et des bruitages accompagnent la frappe de la balle sur les raquettes.

    Les cultures montrent la capacité d'auto-organiser le jeu d'une manière orientée vers un objectif en réponse à des informations sensorielles éparses sur les conséquences de leurs actions, ce que les chercheurs appellent l'intelligence biologique synthétique. Les applications futures pourraient permettre de mieux comprendre les corrélats cellulaires de l'intelligence.

    Dans la revue Neuron, le Dr Brett Kagan, de la société Cortical Labs, affirme avoir créé le premier cerveau « sensible » cultivé en laboratoire dans une boîte. D'autres experts qualifient ces travaux de « passionnants », mais estiment que qualifier les cellules cérébrales de « sensibles » va trop loin. « Nous n'avons pas trouvé de meilleur terme pour décrire le dispositif, déclare le Dr Kagan. Il est capable de recevoir des informations d'une source externe, de les traiter et d'y répondre en temps réel. »

    L'équipe a mis au point un logiciel permettant d'émettre des critiques via des électrodes chaque fois que DishBrain manquait la balle. Cela a permis au système de s'améliorer au jeu de Pong, les chercheurs ayant observé un apprentissage en cinq minutes seulement. « L'aspect magnifique et novateur de ce travail consiste à doter les neurones de sensations - le retour d'information - et, surtout, de la capacité d'agir sur leur monde », explique le neuroscientifique Karl Friston, de l'University College London, au Royaume-Uni.

    L'exploitation de la puissance de calcul des neurones vivants pour créer une intelligence biologique synthétique (IBS), auparavant confinée au domaine de la science-fiction, pourrait désormais être à la portée de l'innovation humaine. La supériorité du calcul biologique a été largement théorisée, avec des tentatives de développement de matériel biomimétique supportant le calcul neuromorphique. Pourtant, aucun système artificiel en dehors des neurones biologiques n'est capable de supporter au moins une complexité de troisième ordre (capable de représenter trois variables d'état), ce qui est nécessaire pour recréer la complexité d'un réseau neuronal biologique (BNN).

    Bien que des progrès significatifs aient été réalisés dans la cartographie du calcul neuronal in vivo, il existe des limites techniques pour l'explorer in vitro. Les chercheurs visent à établir des BNN fonctionnels in vitro à partir de cellules souches embryonnaires de rongeurs et de cellules souches pluripotentes humaines (hiPSC) sur des réseaux multi-électrodes à haute densité (HD-MEA) afin de démontrer que ces cultures neurales peuvent faire preuve d'intelligence biologique - comme en témoigne l'apprentissage, dans un environnement de jeu simulé, de la modification de l'activité d'une manière autrement arbitraire - en temps réel.

    Nom : pong3.jpg
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Taille : 28,3 Ko

    Les chercheurs affirment que leur mini-cerveau est plus adaptable que les systèmes d'IA actuels et qu'il pourrait donc servir de base à des robots plus polyvalents.

    Le Dr Kagan espère que cette technologie pourra un jour être utilisée pour tester des traitements contre des maladies neurodégénératives telles que la maladie d'Alzheimer. « Lorsque les gens observent des tissus dans un plat, ils voient pour l'instant s'il y a une activité ou pas. Mais le but des cellules du cerveau est de traiter les informations en temps réel », explique-t-il. « L'exploitation de leur véritable fonction ouvre de nombreux autres domaines de recherche qui peuvent être explorés de manière exhaustive. » Le Dr Kagan prévoit ensuite de tester l'impact de l'alcool sur la capacité du mini-cerveau à jouer au Pong. S'il réagit de la même manière qu'un cerveau humain, cela soulignera l'efficacité du système en tant que substitut expérimental.

    La description que fait le Dr Kagan de son système comme étant sensible diffère toutefois de nombreuses définitions de dictionnaires, selon lesquelles il s'agit de la capacité d'avoir des sentiments et des sensations. Le Dr Dean Burnett, chercheur associé honoraire à l'école de psychologie de Cardiff, préfère le terme « système de pensée ». Les informations circulent et sont clairement utilisées, ce qui entraîne des changements. Le stimulus qu'ils reçoivent est donc « pensé » de manière élémentaire, explique-t-il.

    « De façon remarquable, les cellules ont appris à rendre leur monde plus prévisible en agissant sur lui. C'est remarquable parce qu'il est impossible d'enseigner ce type d'auto-organisation ; tout simplement parce que - contrairement à un animal domestique - ces mini-cerveaux n'ont aucun sens de la récompense et de la punition. »
    Il y a quelques années, Friston a élaboré une théorie appelée le principe de l'énergie libre, selon laquelle tous les systèmes biologiques se comportent de manière à réduire l'écart entre ce qui est attendu et ce qui est vécu - en d'autres termes, à rendre le monde plus prévisible.

    Selon Friston, en ajustant ses actions pour rendre le monde plus prévisible, DishBrain fait simplement ce que la biologie fait le mieux. « Nous avons choisi Pong en raison de sa simplicité et de sa familiarité, mais aussi parce qu'il s'agit de l'un des premiers jeux utilisés dans l'apprentissage automatique, et nous voulions en tenir compte », explique Kagan.

    « Un stimulus imprévisible était appliqué aux cellules, et le système dans son ensemble réorganisait son activité pour mieux jouer le jeu et minimiser le fait d'avoir une réponse aléatoire. On peut aussi penser que le simple fait de jouer le jeu, de frapper la balle et d'obtenir une stimulation prévisible, crée intrinsèquement des environnements plus prévisibles. »


    Le mini-cerveau a appris à jouer en cinq minutes. Bien qu’il manquait souvent la balle, l’amas de cellules affichait des performances supérieures au taux de réussite obtenus avec des mouvements aléatoires. Néanmoins, les chercheurs ont précisé que le mini-cerveau n’avait pas conscience qu’il jouait à Pong. Les mini-cerveaux sont susceptibles de devenir plus complexes à mesure que la recherche progresse - mais l'équipe du Dr Kagan travaille avec des bioéthiciens pour s'assurer qu'ils ne créent pas accidentellement un cerveau conscient, avec toutes les questions éthiques que cela soulèverait.

    « Nous devons considérer cette nouvelle technologie de la même manière que l'industrie informatique naissante, lorsque les premiers transistors étaient des prototypes peu fiables, mais qu'après des années de recherche, ils ont donné naissance à d'énormes merveilles technologiques dans le monde entier », explique-t-il. Les chercheurs en intelligence artificielle (IA) ont déjà produit des appareils capables de battre les grands maîtres aux échecs. Mais le professeur Karl Friston, de l'University College London, qui travaille avec le Dr Kagan, déclare : « Le mini-cerveau a appris sans qu'on le lui enseigne et est donc plus adaptable et flexible. »

    Source : Cell

    Et vous ?

    Trouvez-vous ces travaux de recherche pertinents ?

    Quel est votre avis sur le sujet ?

    Voir aussi :

    Des chercheurs en IA améliorent la méthode permettant de supprimer les préjugés sexistes dans les systèmes conçus pour comprendre et répondre aux données textuelles ou vocales, selon une étude

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  2. #2
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    ils pouvaient pas la faire plus grande la barre
    Plus vite encore plus vite toujours plus vite.

  3. #3
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    ils pouvaient pas la faire plus grande la barre
    Non car il a utilisé un unsigned char et il n'avait que 256pixels

  4. #4
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    Citation Envoyé par Bruno Voir le message
    Le Dr Kagan prévoit ensuite de tester l'impact de l'alcool sur la capacité du mini-cerveau à jouer au Pong. S'il réagit de la même manière qu'un cerveau humain, cela soulignera l'efficacité du système en tant que substitut expérimental.
    On conçoit un truc qui ressemble à un début de cerveau. Pour vérifier qu'il fonctionne comme prévu on le rend ivre

    Citation Envoyé par Bruno Voir le message
    Le mini-cerveau a appris à jouer en cinq minutes. Bien qu’il manquait souvent la balle, l’amas de cellules affichait des performances supérieures au taux de réussite obtenus avec des mouvements aléatoires. Néanmoins, les chercheurs ont précisé que le mini-cerveau n’avait pas conscience qu’il jouait à Pong.
    Donc ils ont fait un système moins nul qu'un système aléatoire mais nul quand meme, et qui ne sais pas ce qu'il fait.
    Je suis vachement septique d'un coup.
    On est sur qu'il y a un début de bon résultat là dedans? Et pas juste un coup de bol.

  5. #5
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    Par défaut Des scientifiques chinois créent un robot dont le "cerveau" est fabriqué à partir de cellules souches neurales
    Des scientifiques chinois annoncent avoir créé un robot dont le "cerveau" est fabriqué à partir de cellules souches humaines
    l'équipe décrit le résultat comme étant "un cerveau sur une puce"

    Des chercheurs de l'université de Tianjin, en Chine, annoncent avoir créé un robot contrôlé par des cellules cérébrales humaines. L'équipe a inséré un minuscule organoïde fabriqué à partir de cellules souches humaines dans le corps d'un robot humanoïde. Le résultat est une créature de Frankenstein capable d'apprendre à accomplir certaines tâches. Le tissu cérébral a été relié à une interface neuronale, ce qui lui a permis de transmettre des instructions au corps du robot humanoïde. Il s'agirait d'une première dans le domaine de la bio-informatique et l'équipe a décrit cette avancée technologique comme étant "un cerveau sur une puce".

    Un rapport publié le samedi par le South China Morning Post indique que des chercheurs de l'université chinoise de Tianjin et de l'université des sciences et technologies du Sud ont mis au point un robot doté d'un cerveau artificiel cultivé en laboratoire. L'objectif est d'étudier les interfaces cerveau-ordinateur (ICO) qui peuvent servir de médiateur entre les signaux électriques du cerveau et la puissance informatique. Les scientifiques ont combiné un organoïde cérébral avec une puce d'interface neuronale pour alimenter la machine complexe. Le robot humanoïde a été entraîné à saisir facilement des objets et à éviter des obstacles.

    Les organoïdes cérébraux sont des agrégats tridimensionnels in vitro créés par l'auto-organisation et la différenciation de cellules souches pluripotentes humaines. Ils peuvent devenir des tissus cérébraux qui récapitulent certains aspects de la structure d'un cerveau en développement. Ming Dong, vice-président de l'université de Tianjin, a déclaré qu'il s'agit d'une technologie qui utilise un cerveau cultivé in vitro (comme les organoïdes cérébraux) couplé à une puce à électrodes pour former "un cerveau sur une puce" (brain on a chip). L'expérience ouvre la voie de potentiels nouveaux progrès majeurs dans le domaine des ICO.

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Taille : 504,1 Ko

    En plus d'apprendre à un petit robot humanoïde à éviter les obstacles ou à saisir des objets, les scientifiques espèrent que les organoïdes pourront à l'avenir être utilisés pour réparer le cerveau humain par transplantation. Par exemple, l'équipe de recherche a déjà suggéré que de telles transplantations pourraient à terme aider les patients ayant subi un accident vasculaire cérébral. De nombreux autres cas d'utilisation sont envisagés. « La transplantation d'organoïdes cérébraux humains dans des cerveaux vivants est une nouvelle méthode pour faire progresser le développement et la fonction des organoïdes », a déclaré l'équipe.

    La technologie du cerveau sur puce fait partie des interfaces cerveau-ordinateur qui combinent les signaux électriques du cerveau avec une puissance de calcul externe. Ces dernières années, la technologie a fait l'objet d'une attention particulière après qu'Elon Musk a lancé la puce Neuralink, une interface cerveau-ordinateur entièrement implantable, invisible sur la peau et conçue pour permettre de contrôler un ordinateur ou un appareil mobile où que vous alliez. Le premier humain implanté avec une puce Neuralink est parvenu à déplacer une souris d'ordinateur et à réaliser d'autres tâches en utilisant seulement sa pensée.

    Les scientifiques chinois pensent également que ce nouveau développement peut les aider à construire une intelligence hybride homme-robot. L'équipe a déclaré qu'il s'agit du "premier système d'interaction d'informations complexes intelligentes sur puce à source ouverte au monde" et qu'il pourrait conduire au développement d'une informatique semblable au cerveau. Dans leur article publié dans la revue Brain, les chercheurs ont expliqué que les organoïdes de cerveau humain représentent une plateforme remarquable pour la modélisation des troubles neurologiques et une approche prometteuse de la réparation du cerveau.

    Mais la recherche n'en est qu'à ses débuts et de nombreuses questions subsistent. Les effets de la stimulation physique sur leur développement et leur intégration ne sont pas encore clairs. En outre, l'on ne sait pas si les tissus cérébraux endommagés pourront un jour être réparés ou reconstruits à l'aide d'organoïdes. Li Xiaohong, professeur à l'université de Tianjin, affirme que si les organoïdes cérébraux sont considérés comme le modèle le plus prometteur de l'intelligence de base, la technologie est toujours confrontée à des limites, notamment une faible maturité de développement et un apport insuffisant en nutriments.

    Dans leur article, les chercheurs chinois ont traité les organoïdes cérébraux avec des ultrasons de faible intensité afin de trouver de nouveaux moyens de les intégrer dans le cerveau humain. Ils ont constaté que les ultrasons favorisaient la formation de réseaux au sein de l'hôte, une méthode potentiellement non invasive pour aider les patients souffrant de lésions cérébrales. Pour l'instant, les ultrasons pourraient aider à combler le fossé entre les organoïdes et une interface informatique. (Un petit pas vers un avenir où les tissus cérébraux cultivés en laboratoire pourraient aider à restaurer les fonctions du cerveau humain.)

    « Après la transplantation de greffons organoïdes dans les cortex somatosensoriels lésés de souris adultes, des enregistrements électrophysiologiques longitudinaux et des analyses histologiques révèlent que les greffons organoïdes traités par ultrasons subissent une maturation avancée », affirme l'équipe. Les universitaires auraient également ajouté que l'utilisation d'un traitement non invasif par ultrasons de faible intensité pourrait aider les réseaux de neurones à se former et à mûrir, fournissant ainsi une meilleure base pour l'informatique. Bien sûr, tout cela reste théorique et de nombreuses préoccupations demeurent encore.

    Toutefois, les chercheurs n'en sont pas moins intrigués. L'année dernière, des chercheurs de l'université de Pennsylvanie ont inséré des neurones humains dans le cerveau de rats dont le cortex visuel était endommagé, ce qui a permis à certaines des zones touchées de reprendre vie et de réagir à des stimuli externes tels que la lumière. Selon les critiques, en dépit des avantages théoriques, ces recherches pourraient ouvrir la voie à un futur dystopique.

    « Je pense que cela pourrait devenir un énorme champ de mines sur le plan éthique, alors que nous sommes loin d'en savoir autant que nous le voudrions sur notre propre cerveau. Ce cyborg peut-il ressentir la douleur ? Est-il plus efficace que l'IA traditionnelle ou les humains ? Pour le meilleur ou pour le pire, les années 2020 s'annoncent comme une décennie charnière dans l'histoire de notre civilisation », peut-on lire dans les commentaires sur cette recherche.

    « Ces recherches cachent quelque chose de presque aussi effrayant. L'objectif déclaré de la recherche est de développer des "organoïdes" cérébraux dotés de compétences auxiliaires spécifiques, qui pourront ensuite être "greffés" sur un cerveau réel, un peu comme un module d'expansion. Je suppose que cela pourrait aller d'un cortex visuel supplémentaire pour les malvoyants à une augmentation surhumaine pour les soldats », a écrit un autre critique sur le sujet.

    Source : rapport de l'étude

    Et vous ?

    Quel est votre avis sur le sujet ?
    Que pensez-vous des conclusions de l'étude ? Quels sont les cas d'utilisation possibles ?
    Que pensez-vous de la création de cyborgs à partir de cellules souches humaines ?
    Selon vous, quelles sont les préoccupations éthiques que posent ces développements ?
    Ces recherches risquent-elles d'aboutir un jour à des services permettant de créer des humains augmentés ?

    Voir aussi

    Des cellules cérébrales cultivées en laboratoire ont compris comment jouer au jeu vidéo Pong, en 5 minutes

    Xénobots : les minuscules biorobots ressemblant à Pac-Man, conçus par l'IA, sont désormais capables de se reproduire, cela pourrait permettre de développer une intelligence générale artificielle

    Des scientifiques inventent une peau vivante semblable à celle d'un être humain pour les robots qui est en fait constituée de véritables cellules de peau humaine

  6. #6
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    Dans un monde ou les nazis auraient gagnés la guerre je serais pas choqué de voir ça.

    Ces recherches cachent quelque chose de presque aussi effrayant. L'objectif déclaré de la recherche est de développer des "organoïdes" cérébraux dotés de compétences auxiliaires spécifiques, qui pourront ensuite être "greffés" sur un cerveau réel, un peu comme un module d'expansion

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