เซลล์สมองมนุษย์เรียนรู้ที่จะเล่น Doom ในการทดลองของ Cortical Labs

ความท้าทาย "มันเล่น Doom ได้ไหม?" เพิ่งก้าวข้ามขอบเขตใหม่

สตาร์ทอัพที่ตั้งอยู่ในเมลเบิร์น ออสเตรเลีย Cortical Labs ได้ฝึกกลุ่มเซลล์สมองมนุษย์ที่มีชีวิตให้เล่นเกมวิดีโอคลาสสิกปี 1993 สำเร็จ

ในวิดีโอที่โพสต์บน YouTube เมื่อสัปดาห์ที่แล้ว นักวิจัยได้เชื่อมต่อเซลล์ประสาทมนุษย์ที่มีชีวิตเข้ากับซอฟต์แวร์ที่แปลงการเล่นเกมเป็นสัญญาณไฟฟ้าและแปลกิจกรรมของเซลล์ประสาทเป็นการควบคุมในเกม ทำให้เซลล์สามารถเคลื่อนที่ ตอบสนองต่อศัตรู และยิงอาวุธได้

"ในปี 2021 เราทำให้ Pong ทำงานบนเซลล์ประสาทได้ มันเหมือนเป็นการทดสอบครั้งแรกเพื่อดูว่าเราสามารถมีเกมเจ๋งๆ ที่เข้าถึงผู้คนได้หรือไม่ แต่จากนั้นคำตอบอันดับหนึ่งที่เราได้รับคือ มันเล่น Doom ได้ไหม?" Alon Loeffler นักวิทยาศาสตร์ด้านแอปพลิเคชันที่ Cortical Labs บอกกับ Decrypt

ภายในอุปกรณ์ CL1 ของบริษัทมีเซลล์ประสาทมนุษย์ที่มีชีวิตประมาณ 200,000 เซลล์ที่เพาะเลี้ยงบนอาร์เรย์อิเล็กโทรดหลายตัว ทำให้นักวิจัยสามารถกระตุ้นเซลล์ด้วยไฟฟ้าและตีความการตอบสนองแบบเรียลไทม์

มันเล่น Doom ได้ไหม?

เป็นเวลาหลายสิบปีที่ Doom ทำหน้าที่เป็นเกณฑ์มาตรฐานที่ไม่เป็นทางการสำหรับวิศวกรที่ทดสอบระบบใหม่

ตั้งแต่นักพัฒนาเกมวิดีโอที่ตั้งอยู่ในเท็กซัส id Software เปิดเผยซอร์สโค้ดของเกมต่อสาธารณะในปี 1997 นักพัฒนาได้ย้ายเกมไปยังแพลตฟอร์มที่ไม่คาดคิดหลากหลาย

เกมยิงนี้ได้ปรากฏบนแพลตฟอร์มที่ไม่คาดคิด รวมถึงแบคทีเรียในลำไส้และชุดทดสอบการตั้งครรภ์ บนเครือข่ายบล็อกเชน ใน PDF เครื่องตัดหญ้าหุ่นยนต์ และความท้าทาย CAPTCHA ที่ต้องให้ผู้เล่นเอาชนะปีศาจเพื่อพิสูจน์ว่าเป็นมนุษย์

Loeffler กล่าวว่าทีมเริ่มต้นอาศัยโค้ดคอมพิวเตอร์ระดับต่ำที่ปรับปรุงชั่วคราวเพื่อให้ระบบทำงานได้ แต่ในที่สุดก็ตัดสินใจสร้างแพลตฟอร์มที่ออกแบบตั้งแต่เริ่มต้นเพื่อให้นักวิจัยสามารถโต้ตอบกับเซลล์ประสาทผ่านการควบคุมระดับสูงโดยใช้คำสั่ง Python ง่ายๆ

เมื่อ Cortical Labs สร้างแพลตฟอร์มเสร็จ การพัฒนาก็เร่งตัวขึ้น

"ผู้ร่วมงาน Sean ที่เขียนโค้ด Doom ให้เราใช้เวลาเพียงไม่กี่วันแทนที่จะเป็น 18 เดือน" Loeffler กล่าว

สอนเซลล์ประสาทให้เล่น

เซลล์ประสาทเรียนรู้ผ่านสัญญาณป้อนกลับ ได้รับรางวัลเล็กน้อยเมื่อพวกมันเล็งไปที่ศัตรูอย่างถูกต้อง และได้รับรางวัลมากขึ้นเมื่อยิงและกำจัดเป้าหมายสำเร็จ เสริมสร้างพฤติกรรมที่เกี่ยวข้องกับสัญญาณเหล่านั้นเมื่อเวลาผ่านไป

นักวิจัย Cortical Labs จากนั้นใช้ปัญญาประดิษฐ์เพื่อปรับปรุงวิธีที่ข้อมูลเกมถูกเข้ารหัสเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่ส่งไปยังเซลล์ประสาท

"เซลล์กำลังเรียนรู้อินพุตจริงๆ" Loeffler กล่าว "แต่แล้ว AI กำลังพยายามปรับปรุงอินพุตนั้นเพื่อพยายามให้เซลล์ทำสิ่งที่เราต้องการให้พวกมันทำ"

ในขณะที่เซลล์แสดงการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องขณะเล่น Doom, Loeffler เน้นว่าเซลล์ประสาทตอบสนองต่ออินพุตมากกว่าการเข้าใจเกมจริงๆ

"ระบบไม่ได้รู้จริงๆ ว่ามันกำลังเล่น Doom" เขากล่าว "มันได้รับสัญญาณไฟฟ้าแล้วส่งการตอบสนองออกมา"

Loeffler กล่าวว่าการทำงานกับเซลล์ประสาทที่มีชีวิตต้องการแนวทางที่แตกต่างจากการเขียนโปรแกรมแบบดั้งเดิม

"มันเป็นการเปลี่ยนแปลงความคิดที่แตกต่างโดยสิ้นเชิง" Loeffler กล่าว "คุณไม่สามารถมีระบบคอมพิวเตอร์ปกติที่คุณกำลังเขียนโปรแกรมได้ มันต้องทำด้วยทัศนคติใหม่ทั้งหมดและวิธีมองสิ่งต่างๆ แบบใหม่ทั้งหมด"

เขากล่าวว่าการเล่นเกมทำหน้าที่เป็นการสาธิตสู่สาธารณะในขณะที่นักวิจัยสำรวจการใช้งานจริง

แม้จะใช้เซลล์ประสาทที่มาจากมนุษย์ Loeffler กล่าวว่าระบบไม่คล้ายกับการรับรู้ของมนุษย์

"เพียงเพราะพวกมันเป็นเซลล์มนุษย์ไม่ได้หมายความว่ามันเป็นมนุษย์บนจานนั้น" เขากล่าว "ไม่มีตัวรับความเจ็บปวด ไม่มีโครงสร้างที่สามารถให้การทำงานระดับสูงได้"

แม้จะเป็นเช่นนั้น เขากล่าวว่านักวิจัยเห็นหลักฐานของความสามารถในการปรับตัวของเซลล์ประสาทนอกสมอง

"เรายังคงเห็นความสามารถในการปรับตัวต่อสภาพแวดล้อม เรายังคงเห็นการเรียนรู้" Loeffler กล่าว "ซึ่งแสดงให้คุณเห็นถึงความสามารถโดยธรรมชาติของเซลล์ประสาทในการปรับตัว"