生物脑机器人

[第1楼 PID4702] 2008-11-20 22:49 tianshi 写道:

生物脑机器人

日前，英国科学家们开发出由人工培养的神经元所控制的机器人，其研制目标是为更好地了解脑部情况、影响脑部的疾病以及促使脑混乱的原因。

　　其实，最近一些年，一些具有大胆设计思想的科学家就致力于生物脑与机器人的融合：往人身上植入芯片，换机器手臂，意念控制机器，这些想法早就不是什么新鲜事了。

　　这些研究究竟有何意义，生物脑真的能控制机器人？未来生物脑和机器人真能融为一体吗？

　　———事件回放———“鼠脑”机器人诞生

　　今年8月，从英国雷丁大学的一个多学科研究小组传出了惊人的消息：他们研发出一个由老鼠脑组织控制的机器人，一个叫“米特·戈登”的小家伙。这是世界上第一个用活体脑组织控制的机器人。

　　戈登其貌不扬，长得像一个带有两个轮子的红绿色小方盒。它在一张餐桌大小的场地上时而前进，时而折返，看起来比路边卖的电动玩具汽车还要粗糙。但是在它的“脑”里却有数十万个从老鼠胚胎中提取出的神经元。除此之外，戈登身上并没有安装微型电脑等其他控制设备，这让它不同于以往的人工智能机器人。

[第2楼 PID4702] 2012-08-20 19:27 Robot :

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[第3楼 PID4703] 2008-11-20 22:49 tianshi 写道:

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用电极实现脑与机器连接

　　这样的机器人是如何诞生的呢？

　　首先，研究人员从老鼠胚胎中取出专用神经细胞，并用酶清洗分离后，将它们放到一种含有粉红色营养液和抗生素的培养基中。再把培养基放在长宽均为8厘米、由60个电极组成的多电极列阵（MEA）上，电极和脑切片相连，像是一块特别大的CPU。这样，脑就与机器连接起来，每个电极都可以捕捉神经元的电信号，也能向神经元放出电刺激，从而驱动机器人的车轮运转。

　　科学家们监测到，大约24小时内，戈登的神经元开始伸出触突，相邻的神经元彼此试探，建立起传递信息的连接。5天以后，科学家们看到这些神经元会自发地放电。这些是神经元的特性，只要没有被杀死，在任何能存活的环境下，它们都会进行这种“交流”。

　　机器人“聪明”能自学

　　运动试验开始，安装在戈登身体四面的感应器仿佛它的感觉器官一样开始工作了。戈登靠近了目标，它的大脑明显接受到感应器传来的刺激，大脑发出了电极信号，这些信号经由蓝牙无线电与“身体”进行沟通。一旦戈登撞到了墙壁，被“撞痛”的电子刺激能让它记住目标的位置，下次就可以避免犯同样的错误。真是个能自学的“聪明”家伙！

　　但是戈登的学习历程需要数十天时间，如何让老鼠脑的神经元在戈登的机械身体里长久存活？我们知道，在神经生物学实验用的多电极阵列中，神经元只能存活几个小时，之后它们便因缺乏营养而凋亡。

　　沃里克当然做到了。他将营养液源源不断地输入到多电极阵列中，就像脑血管像大脑中输送氧气和养料一样。这样，切片中的脑细胞能够存活上好几个月。当然，由于神经元有生命，连接上多电极阵列后，它只好被放置在恒温箱中保存。

[第4楼 PID4704] 2008-11-20 22:49 tianshi 写道:

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———微型大脑———从鼠脑窥视人类记忆之谜

　　尽管这是机器人研究领域一项充满意义的成果，然而，凯文·沃里克等科研人员创造戈登的初衷却是想弄清楚“大脑究竟是如何进行记忆”的。他们希望通过这个去除了负责视觉、听觉、嗅觉等功能区域的“微缩版大脑”，探明记忆的作用过程。因为多电极阵列的电极信号摆在面前，研究起来要比面对一只动物容易多了。

　　“从某种程度上讲，戈登首次实现了机器人的学习能力。”机器人研究小组的负责人、戈登的设计者之一、英国雷丁大学系统工程学院教授凯文·沃里克说，它能够掌握研究人员事先没有设计过的动作。

　　对于老鼠脑与机器人结合的意义，中国人工智能协会理事长钟义信教授认为，它作为“人脑—计算机界面研究的一种，其目的更在于探索生物组织如何能够与非生命物质结合，形成一个完整的工作系统，是非常有意义的研究。”