కృత్రిమ నాడీ వ్యవస్థలు: రోబోలు చివరకు అనుభూతి చెందగలవా?

• రచయిత గురించి:
• రచయిత పేరు

  క్వాంటమ్రన్ దూరదృష్టి
• నవంబర్ 24, 2023

అంతర్దృష్టి సారాంశం

కృత్రిమ నాడీ వ్యవస్థలు, మానవ జీవశాస్త్రం నుండి ప్రేరణ పొందడం, రోబోట్‌లు మరియు ఇంద్రియ ప్రపంచం మధ్య పరస్పర చర్యను మారుస్తున్నాయి. సెన్సరీ నర్వ్ సర్క్యూట్ బ్రెయిలీని గుర్తించగల సెమినల్ 2018 అధ్యయనంతో ప్రారంభించి, సింగపూర్ విశ్వవిద్యాలయం 2019లో మానవ స్పర్శ ఫీడ్‌బ్యాక్‌ను అధిగమించే కృత్రిమ చర్మాన్ని రూపొందించడం వరకు, ఈ వ్యవస్థలు వేగంగా అభివృద్ధి చెందుతున్నాయి. 2021లో దక్షిణ కొరియా పరిశోధన రోబోటిక్ కదలికలను నియంత్రించే కాంతి-ప్రతిస్పందన వ్యవస్థను మరింతగా ప్రదర్శించింది. ఈ సాంకేతికతలు మెరుగైన కృత్రిమ ఇంద్రియాలు, మానవ-వంటి రోబోట్‌లు, నాడీ సంబంధిత బలహీనతలకు మెరుగైన పునరావాసం, స్పర్శ రోబోటిక్ శిక్షణ మరియు వైద్య, సైనిక మరియు అంతరిక్ష పరిశోధనా రంగాలలో విప్లవాత్మకమైన విప్లవాత్మకమైన మానవ ప్రతిచర్యలను కూడా పెంచుతాయి.

కృత్రిమ నాడీ వ్యవస్థల సందర్భం

కృత్రిమ నాడీ వ్యవస్థలపై మొట్టమొదటి అధ్యయనాలలో ఒకటి 2018లో, స్టాన్‌ఫోర్డ్ విశ్వవిద్యాలయం మరియు సియోల్ నేషనల్ యూనివర్శిటీ పరిశోధకులు బ్రెయిలీ వర్ణమాలను గుర్తించగలిగే నాడీ వ్యవస్థను రూపొందించగలిగారు. ఈ ఫీట్ ఒక ఇంద్రియ నరాల సర్క్యూట్ ద్వారా ప్రారంభించబడింది, ఇది కృత్రిమ పరికరాలు మరియు మృదువైన రోబోటిక్స్ కోసం చర్మం లాంటి కవరింగ్‌లో ఉంచబడుతుంది. ఈ సర్క్యూట్లో మూడు భాగాలు ఉన్నాయి, మొదటిది చిన్న పీడన పాయింట్లను గుర్తించగల టచ్ సెన్సార్. రెండవ భాగం టచ్ సెన్సార్ నుండి సంకేతాలను అందుకున్న సౌకర్యవంతమైన ఎలక్ట్రానిక్ న్యూరాన్. మొదటి మరియు రెండవ భాగాల కలయిక మానవ సినాప్సెస్‌ను అనుకరించే కృత్రిమ సినాప్టిక్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క క్రియాశీలతకు దారితీసింది (సమాచారాన్ని ప్రసారం చేసే రెండు న్యూరాన్‌ల మధ్య నరాల సంకేతాలు). పరిశోధకులు వారి నరాల సర్క్యూట్‌ను బొద్దింక కాలుకు కట్టివేసి, సెన్సార్‌కు వివిధ పీడన స్థాయిలను వర్తింపజేయడం ద్వారా పరీక్షించారు. ప్రయోగించిన ఒత్తిడికి అనుగుణంగా కాలు వణికిపోయింది.

కృత్రిమ నాడీ వ్యవస్థల యొక్క ప్రధాన ప్రయోజనాల్లో ఒకటి, అవి బాహ్య ఉద్దీపనలకు మానవులు ప్రతిస్పందించే విధానాన్ని అనుకరించగలవు. ఈ సామర్ధ్యం సంప్రదాయ కంప్యూటర్లు చేయలేనిది. ఉదాహరణకు, సాంప్రదాయిక కంప్యూటర్‌లు మారుతున్న వాతావరణాలకు తగినంత త్వరగా స్పందించలేవు – ప్రోస్తెటిక్ లింబ్ కంట్రోల్ మరియు రోబోటిక్స్ వంటి పనులకు ఇది చాలా అవసరం. కానీ కృత్రిమ నాడీ వ్యవస్థలు "స్పైకింగ్" అనే సాంకేతికతను ఉపయోగించడం ద్వారా దీన్ని చేయగలవు. స్పైకింగ్ అనేది మెదడులోని అసలు న్యూరాన్లు ఒకదానితో ఒకటి ఎలా సంభాషించుకుంటాయనే దాని ఆధారంగా సమాచారాన్ని ప్రసారం చేసే మార్గం. ఇది డిజిటల్ సిగ్నల్స్ వంటి సాంప్రదాయ పద్ధతుల కంటే చాలా వేగంగా డేటా ట్రాన్స్‌మిషన్‌ను అనుమతిస్తుంది. ఈ ప్రయోజనం కృత్రిమ నాడీ వ్యవస్థలను రోబోటిక్ మానిప్యులేషన్ వంటి శీఘ్ర ప్రతిచర్యలు అవసరమయ్యే పనులకు బాగా సరిపోయేలా చేస్తుంది. ముఖ గుర్తింపు లేదా సంక్లిష్ట వాతావరణాలను నావిగేట్ చేయడం వంటి అనుభవం నేర్చుకోవడం అవసరమయ్యే ఉద్యోగాల కోసం కూడా వీటిని ఉపయోగించవచ్చు.

విఘాతం కలిగించే ప్రభావం

2019 లో, సింగపూర్ విశ్వవిద్యాలయం అత్యంత అధునాతన కృత్రిమ నాడీ వ్యవస్థలలో ఒకదాన్ని అభివృద్ధి చేయగలిగింది, ఇది రోబోట్‌లకు మానవ చర్మం కంటే మెరుగైన స్పర్శ అనుభూతిని ఇస్తుంది. అసమకాలిక కోడెడ్ ఎలక్ట్రానిక్ స్కిన్ (ACES) అని పిలువబడే ఈ పరికరం "ఫీలింగ్ డేటా"ను వేగంగా ప్రసారం చేయడానికి వ్యక్తిగత సెన్సార్ పిక్సెల్‌లను ప్రాసెస్ చేస్తుంది. మునుపటి కృత్రిమ చర్మ నమూనాలు ఈ పిక్సెల్‌లను వరుసగా ప్రాసెస్ చేశాయి, ఇది లాగ్‌ను సృష్టించింది. బృందం నిర్వహించిన ప్రయోగాల ప్రకారం, స్పర్శ ఫీడ్‌బ్యాక్ విషయానికి వస్తే ACES మానవ చర్మం కంటే మెరుగైనది. పరికరం మానవ ఇంద్రియ నాడీ వ్యవస్థ కంటే 1,000 రెట్లు వేగంగా ఒత్తిడిని గుర్తించగలదు.

ఇంతలో, 2021 లో, మూడు దక్షిణ కొరియా విశ్వవిద్యాలయాల పరిశోధకులు కాంతికి ప్రతిస్పందించగల మరియు ప్రాథమిక పనులను చేయగల కృత్రిమ నాడీ వ్యవస్థను అభివృద్ధి చేశారు. ఈ అధ్యయనంలో కాంతిని విద్యుత్ సిగ్నల్‌గా మార్చే ఫోటోడియోడ్, రోబోటిక్ హ్యాండ్, న్యూరాన్ సర్క్యూట్ మరియు సినాప్స్‌గా పనిచేసే ట్రాన్సిస్టర్ ఉన్నాయి. కాంతిని ఆన్ చేసిన ప్రతిసారీ, ఫోటోడియోడ్ దానిని సిగ్నల్స్‌గా అనువదిస్తుంది, ఇది మెకానికల్ ట్రాన్సిస్టర్ ద్వారా ప్రయాణిస్తుంది. సిగ్నల్‌లు న్యూరాన్ సర్క్యూట్ ద్వారా ప్రాసెస్ చేయబడతాయి, ఇది లైట్ ఆన్ అయిన వెంటనే డ్రాప్ చేయడానికి ప్రోగ్రామ్ చేయబడిన బంతిని పట్టుకోవడానికి రోబోటిక్ చేతికి ఆదేశిస్తుంది. రోబోటిక్ చేతి బంతిని పడగానే పట్టుకునేలా సాంకేతికతను అభివృద్ధి చేయాలని పరిశోధకులు భావిస్తున్నారు. ఈ అధ్యయనం వెనుక ఉన్న ప్రధాన లక్ష్యం ఏమిటంటే, నరాల సంబంధిత పరిస్థితులు ఉన్న వ్యక్తులకు వారు మునుపటిలా త్వరగా నియంత్రించలేని వారి అవయవాలపై నియంత్రణను తిరిగి పొందడం. 

కృత్రిమ నాడీ వ్యవస్థల యొక్క చిక్కులు

కృత్రిమ నాడీ వ్యవస్థల యొక్క విస్తృత చిక్కులు వీటిని కలిగి ఉండవచ్చు: 

• మానవుల వలె త్వరగా ఉద్దీపనలకు ప్రతిస్పందించగల మానవ చర్మంతో మానవరూప రోబోట్‌ల సృష్టి.
• స్ట్రోక్ రోగులు మరియు పక్షవాతం-సంబంధిత పరిస్థితులు ఉన్న వ్యక్తులు వారి నాడీ వ్యవస్థలో పొందుపరిచిన ఇంద్రియ సర్క్యూట్ల ద్వారా వారి స్పర్శను తిరిగి పొందగలుగుతారు.
• రోబోటిక్ శిక్షణ మరింత స్పర్శగా మారింది, రిమోట్ ఆపరేటర్‌లు రోబోట్‌లు తాకుతున్న వాటిని అనుభూతి చెందగలుగుతారు. అంతరిక్ష పరిశోధనలకు ఈ ఫీచర్ ఉపయోగపడుతుంది.
• టచ్ రికగ్నిషన్‌లో మెషీన్లు ఏకకాలంలో వాటిని చూడటం మరియు తాకడం ద్వారా వాటిని గుర్తించగలవు.
• మానవులు త్వరిత ప్రతిచర్యలతో నాడీ వ్యవస్థలను పెంచడం లేదా మెరుగుపరచడం. ఈ అభివృద్ధి అథ్లెట్లు మరియు సైనికులకు ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది.

వ్యాఖ్యానించడానికి ప్రశ్నలు

• మెరుగైన నాడీ వ్యవస్థను కలిగి ఉండటానికి మీకు ఆసక్తి ఉందా?
• రోబోట్‌ల వల్ల కలిగే ఇతర సంభావ్య ప్రయోజనాలు ఏమిటి?