Sistem saraf buatan: Bolehkah robot akhirnya merasa?

• Pengarang
• Nama pengarang

  Quantumrun Foresight
• November 24, 2023

Ringkasan cerapan

Sistem saraf buatan, yang mendapat inspirasi daripada biologi manusia, sedang mengubah interaksi antara robot dan dunia deria. Bermula dengan kajian mani 2018 di mana litar saraf deria dapat membezakan Braille, hingga penciptaan kulit tiruan Universiti Singapura pada 2019 mengatasi maklum balas sentuhan manusia, sistem ini berkembang pesat. Penyelidikan Korea Selatan pada tahun 2021 menunjukkan lagi sistem responsif cahaya yang mengawal pergerakan robot. Teknologi ini menjanjikan deria prostetik yang dipertingkatkan, robot seperti manusia, pemulihan yang lebih baik untuk kecacatan saraf, latihan robotik sentuhan, dan juga refleks manusia yang dipertingkatkan, yang berpotensi merevolusikan bidang perubatan, ketenteraan dan penerokaan angkasa lepas.

Konteks sistem saraf buatan

Salah satu kajian pertama dalam sistem saraf tiruan adalah pada tahun 2018, apabila penyelidik dari Universiti Stanford dan Universiti Kebangsaan Seoul dapat mencipta sistem saraf yang boleh mengenali abjad Braille. Prestasi ini didayakan oleh litar saraf deria yang boleh diletakkan ke dalam penutup seperti kulit untuk peranti prostetik dan robotik lembut. Litar ini mempunyai tiga komponen, yang pertama ialah sensor sentuh yang boleh mengesan titik tekanan kecil. Komponen kedua ialah neuron elektronik fleksibel yang menerima isyarat daripada sensor sentuh. Gabungan komponen pertama dan kedua membawa kepada pengaktifan transistor sinaptik buatan yang meniru sinaps manusia (isyarat saraf antara dua neuron yang menyampaikan maklumat). Para penyelidik menguji litar saraf mereka dengan menyambungkannya ke kaki lipas dan menggunakan tahap tekanan yang berbeza pada sensor. Kaki digerakkan mengikut jumlah tekanan yang dikenakan.

Salah satu kelebihan utama sistem saraf tiruan ialah ia boleh meniru cara manusia bertindak balas terhadap rangsangan luar. Keupayaan ini adalah sesuatu yang tidak boleh dilakukan oleh komputer tradisional. Sebagai contoh, komputer tradisional tidak boleh bertindak balas dengan cepat terhadap persekitaran yang berubah-ubah – sesuatu yang penting untuk tugas seperti kawalan anggota prostetik dan robotik. Tetapi sistem saraf tiruan boleh melakukan ini dengan menggunakan teknik yang dipanggil "spiking." Spiking ialah cara menghantar maklumat berdasarkan cara neuron sebenar berkomunikasi antara satu sama lain di dalam otak. Ia membolehkan penghantaran data yang lebih pantas daripada kaedah tradisional seperti isyarat digital. Kelebihan ini menjadikan sistem saraf tiruan sangat sesuai untuk tugas yang memerlukan tindak balas pantas, seperti manipulasi robotik. Ia juga boleh digunakan untuk pekerjaan yang memerlukan pembelajaran pengalaman, seperti pengecaman muka atau menavigasi persekitaran yang kompleks.

Kesan yang mengganggu

Pada tahun 2019, Universiti Singapura dapat membangunkan salah satu sistem saraf tiruan yang paling maju, yang boleh memberikan robot rasa sentuhan yang lebih baik daripada kulit manusia. Dipanggil Asynchronous Coded Electronic Skin (ACES), peranti ini memproses piksel penderia individu untuk menghantar "data perasaan" dengan pantas. Model kulit buatan sebelumnya memproses piksel ini secara berurutan, yang menghasilkan ketinggalan. Menurut eksperimen yang dijalankan oleh pasukan itu, ACES lebih baik daripada kulit manusia apabila ia datang kepada maklum balas sentuhan. Peranti itu boleh mengesan tekanan lebih 1,000 kali lebih cepat daripada sistem saraf deria manusia.

Sementara itu, pada 2021, penyelidik dari tiga universiti Korea Selatan membangunkan sistem saraf tiruan yang boleh bertindak balas kepada cahaya dan melakukan tugas asas. Kajian itu terdiri daripada fotodiod yang menukarkan cahaya kepada isyarat elektrik, tangan robotik, litar neuron, dan transistor yang berfungsi sebagai sinaps. Setiap kali lampu dihidupkan, fotodiod menterjemahkannya kepada isyarat, yang bergerak melalui transistor mekanikal. Isyarat kemudiannya diproses oleh litar neuron, yang mengarahkan tangan robot untuk menangkap bola yang diprogramkan untuk jatuh sebaik sahaja lampu menyala. Penyelidik berharap untuk membangunkan teknologi supaya tangan robot akhirnya dapat menangkap bola sebaik sahaja ia jatuh. Matlamat utama di sebalik kajian ini adalah untuk melatih orang yang mempunyai keadaan neurologi untuk mendapatkan semula kawalan anggota badan mereka yang tidak dapat dikawal secepat dahulu. 

Implikasi sistem saraf tiruan

Implikasi sistem saraf buatan yang lebih luas mungkin termasuk: 

• Penciptaan robot humanoid dengan kulit seperti manusia yang boleh bertindak balas terhadap rangsangan sepantas manusia.
• Pesakit strok dan orang yang mengalami keadaan yang berkaitan dengan lumpuh dapat memulihkan deria sentuhan mereka melalui litar deria yang tertanam dalam sistem saraf mereka.
• Latihan robotik menjadi lebih sentuhan, dengan pengendali jauh dapat merasakan apa yang disentuh oleh robot. Ciri ini boleh berguna untuk penerokaan angkasa lepas.
• Kemajuan dalam pengecaman sentuhan di mana mesin boleh mengenal pasti objek dengan melihat dan menyentuhnya secara serentak.
• Manusia yang mempunyai sistem saraf yang ditambah atau dipertingkatkan dengan refleks yang lebih cepat. Perkembangan ini boleh memberi manfaat kepada atlet dan askar.

Soalan untuk diulas

• Adakah anda berminat untuk mempunyai sistem saraf yang dipertingkatkan?
• Apakah faedah berpotensi lain yang boleh dirasai oleh robot?