پژوهشگران استرالیایی موفق شده‌اند با استفاده از نورون‌های انسانی پرورش‌یافته در آزمایشگاه، یک سگ رباتیک را به سمت هدفی مشخص هدایت کنند. در این آزمایش، سلول‌های عصبی زنده روی یک تراشه قرار گرفتند و با کمک سیگنال‌های الکتریکی توانستند در کنترل حرکت ربات نقش داشته باشند. این دستاورد گامی تازه در حوزه رایانش زیستی محسوب می‌شود؛ فناوری‌ای که تلاش می‌کند از سلول‌های زنده برای انجام پردازش‌های محاسباتی استفاده کند.
سلول‌های مغزی چگونه یک ربات را کنترل می‌کنند؟
این آزمایش به دست پژوهشگران شرکت استرالیایی Cortical Labs انجام شده است. آن‌ها نورون‌های انسانی را مستقیماً روی یک تراشه سیلیکونی پرورش دادند و با استفاده از مجموعه‌ای از الکترودها، امکان ارسال و دریافت سیگنال‌های الکتریکی میان سلول‌ها و سامانه رایانه‌ای را فراهم کردند.
این ارتباط دوطرفه اهمیت زیادی دارد؛ زیرا رایانه می‌تواند با ارسال سیگنال‌های مشخص، نورون‌ها را تحریک کند و سپس فعالیت الکتریکی آن‌ها را دریافت کند. داده‌های به‌دست‌آمده نیز به فرمان‌هایی تبدیل می‌شوند که حرکت ربات را تحت تأثیر قرار می‌دهند.
در آزمایش انجام‌شده، این سامانه توانست یک سگ رباتیک را در مسیر رسیدن به هدفی روی نقشه‌ای ساده هدایت کند. البته این به معنای کنترل کامل ربات با یک مغز انسانی نیست؛ بلکه گروه کوچکی از نورون‌های پرورش‌یافته در آزمایشگاه، بخشی از فرایند پردازش و هدایت حرکت را بر عهده داشتند.
چرا دانشمندان به سراغ رایانش زیستی رفته‌اند؟
یکی از انگیزه‌های اصلی توسعه رایانه‌های زیستی، بهره‌وری انرژی و توانایی سازگاری با شرایط جدید است. مغز انسان با مصرف انرژی نسبتاً کم، حجم زیادی از اطلاعات را پردازش می‌کند و در مواجهه با موقعیت‌های ناآشنا انعطاف‌پذیری بالایی دارد.
در مقابل، ربات‌های امروزی در اجرای حرکت‌های فیزیکی پیشرفت زیادی کرده‌اند، اما تصمیم‌گیری در شرایط متغیر و سازگاری سریع با محیط همچنان از چالش‌های مهم آن‌هاست. پژوهشگران امیدوارند استفاده از نورون‌های زنده بتواند در آینده به ساخت سامانه‌هایی کمک کند که علاوه بر اجرای فرمان‌ها، از بازخورد محیط برای تغییر رفتار خود نیز بهره ببرند.
شرکت Cortical Labs پیش از این هم توانسته بود از خوشه‌های نورونی پرورش‌یافته در آزمایشگاه برای انجام وظایف رایانه‌ای استفاده کند. نمایش توانایی این سلول‌ها در انجام بازی‌هایی مانند Pong و Doom از نمونه‌های قبلی این فناوری بود. آزمایش جدید، ایده استفاده از نورون‌های زنده را از محیط رایانه‌ای به دنیای فیزیکی و رباتیک گسترش می‌دهد.
همکاری با مؤسسه تحقیقاتی هوندا چه نتایجی داشت؟
Cortical Labs در پروژه‌ای جداگانه با همکاری Honda Research Institute Europe نیز امکان هدایت یک عامل مجازی با استفاده از نورون‌های زنده را بررسی کرده است. در این آزمایش، عامل موردنظر باید در یک محیط شبکه‌ای ساده حرکت می‌کرد و به دنبال پاداش می‌رفت.
پژوهشگران با تغییر ویژگی‌های سیگنال‌های الکتریکی و ارائه بازخورد درباره حرکت عامل، واکنش نورون‌ها را بررسی کردند. این همکاری بیش از ۴ هزار ساعت تعامل با سامانه را در بر گرفت و نزدیک به ۱۳۰۰ ترکیب مختلف از سیگنال‌ها آزمایش شد.
این آزمایش مجازی با هدایت سگ رباتیک تفاوت دارد و نباید نتایج آن را به‌عنوان مدت آموزش یا عملکرد مستقیم ربات در نظر گرفت. بااین‌حال، هر دو پروژه یک هدف مشترک دارند: بررسی اینکه سلول‌های عصبی زنده چگونه می‌توانند اطلاعات را پردازش کنند و در هدایت یک عامل هوشمند نقش داشته باشند.
آیا ربات‌های مجهز به سلول‌های مغزی جایگزین هوش مصنوعی می‌شوند؟
در حال حاضر چنین نتیجه‌ای زودهنگام است. فناوری رایانش زیستی هنوز در مراحل ابتدایی قرار دارد و سامانه‌های ساخته‌شده با نورون‌های زنده از نظر سرعت، پایداری و کارایی با محدودیت‌هایی روبه‌رو هستند.
پژوهشگران باید راه‌های قابل‌اعتمادتری برای ارتباط با سلول‌ها، آموزش آن‌ها و تفسیر فعالیت عصبی پیدا کنند. افزایش تعداد نورون‌ها و مقیاس تراشه‌ها نیز از چالش‌های مهم پیش‌رو است؛ زیرا هدایت یک ربات در مسیر ساده با انجام وظایف پیچیده در محیط واقعی تفاوت زیادی دارد.
یکی دیگر از موضوعات مورد توجه محققان، نحوه ذخیره اطلاعات در این سامانه‌هاست. آن‌ها می‌خواهند بدانند نورون‌های روی تراشه چگونه اطلاعات را حفظ می‌کنند و آیا می‌توان سازوکاری شبیه حافظه در رایانه‌های زیستی ایجاد کرد یا خیر.
آینده رایانه‌های زیستی در رباتیک
در صورت پیشرفت این فناوری، یکی از کاربردهای احتمالی آن ساخت ربات‌هایی است که بتوانند در محیط‌های غیرقابل‌پیش‌بینی تصمیم‌های سازگارانه‌تری بگیرند. چنین سامانه‌هایی در آینده ممکن است برای فعالیت در مناطق دورافتاده، محیط‌های خطرناک یا کمک به انسان‌ها مورد استفاده قرار گیرند.
بااین‌حال، این کاربردها فعلاً در حد چشم‌انداز پژوهشی هستند و آزمایش انجام‌شده به معنای آماده‌بودن چنین ربات‌هایی برای استفاده عملی نیست.
پژوهش مربوط به هدایت ربات با نورون‌های زنده هنوز داوری علمی مستقل را پشت سر نگذاشته است؛ این تحقیق در کنفرانس NeurIPS 2026 ارائه شده و نسخه‌ای از آن نیز در پایگاه arXiv در دسترس قرار گرفته است. بنابراین، برای ارزیابی دقیق‌تر نتایج باید منتظر بررسی علمی و آزمایش‌های مستقل بیشتر ماند.
منبع: ScienceAlert
