Investigadores de la Universidad de Harvard y DeepMind, la empresa de inteligencia artificial (IA) Googlehan creado una rata virtual, con un cerebro artificial capaz de controlar movimientos complejos y coordinados, con el objetivo de ayudar a descifrar los mecanismos por los que el cerebro controla el movimiento.
A través de este modelo digital realista de la rata, descrito este martes en la revista Naturalezala ciencia va un paso más allá al desarrollar un sistema de inteligencia artificial que no solo piensa de manera inteligente, sino que también traduce ese pensamiento en acciones físicas, en este caso el movimiento de las extremidades.
Los investigadores utilizaron datos reales de ratas grabados en alta resolución para entrenar una red neuronal artificial (el cerebro de la rata virtual) para poder controlar el cuerpo virtual en un simulador de física llamado MuJoco.
En este simulador están presentes la gravedad y otras fuerzas comparables a las del entorno normal donde se produce el movimiento.
En sus experimentos, los investigadores descubrieron que “el cerebro artificial activaba las mismas redes de control neuronal ante el movimiento que los cerebros reales de ratas reales”, subraya el neurocientífico de Harvard Bence Ölveczky, experto en entrenar roedores reales para aprender comportamientos. complejos para estudiar sus circuitos neuronales.
CÓMO MUEVE EL CEREBRO UNA TAZA DE CAFÉ
“La colaboración ha sido estupenda: DeepMind había desarrollado un sistema para entrenar agentes biomecánicos para moverse en entornos complejos que nos ha venido muy bien, ya que no teníamos los recursos para ejecutar simulaciones como esas”, afirma Ölveczk en un comunicado.
El equipo de investigadores de Harvard trabajó en estrecha colaboración con investigadores de Google DeepMind para entrenar una red neuronal artificial para desarrollar los llamados modelos de dinámica inversa, que los científicos creen que utiliza el cerebro para guiar el movimiento.
Los autores ponen el ejemplo de cómo al coger una taza de café el cerebro humano calcula rápidamente la trayectoria que debe seguir el brazo, y traduce ese cálculo en órdenes motoras para ejecutar el movimiento.
“De manera similar, basándose en datos de ratas reales, a la red neuronal se le dio una trayectoria de referencia del movimiento deseado y aprendió a producir las fuerzas necesarias para generarlo. Esto permitió a la rata virtual imitar una amplia gama de comportamientos, incluidos aquellos que no habían sido entrenados explícitamente”, explica Ölveczk.
MODELOS CLAVE PARA RESOLVER ENFERMEDADES
Estas simulaciones abren un campo inexplorado de la neurociencia virtual en el que animales simulados con IA, entrenados para comportarse como animales reales, pueden proporcionar modelos cómodos y transparentes para estudiar circuitos neuronales y ver cómo se ven comprometidos en las enfermedades.
Los investigadores avanzan que el siguiente paso será dotar al animal virtual de autonomía para resolver tareas similares a las de las ratas reales.
“Queremos empezar a utilizar ratas virtuales para probar estas ideas y ayudar a mejorar nuestra comprensión de cómo los cerebros reales generan comportamientos complejos”, continúa Ölveczky.
Aunque su laboratorio está centrado en estudiar el funcionamiento del cerebro, la plataforma creada con DeepMind podría utilizarse, entre otras cosas, para diseñar mejores sistemas de control robótico, destacan.
Los sistemas de inteligencia artificial de Google DeepMind están ayudando a desarrollar herramientas clave para identificar, entre otros, cambios en el ADN humano que pueden provocar enfermedades; o descubrir materiales que puedan usarse para fabricar mejores células solares, baterías o chips de computadora.
