செயற்கை உணர்வு நரம்பு மண்டலம்: செயற்கை உறுப்புகளுக்கு ஒரு வரம்

மனித உடலைப் போன்ற தகவல்களைச் செயலாக்கக்கூடிய செயற்கை உணர்ச்சி நரம்பு மண்டலத்தை ஆராய்ச்சியாளர்கள் உருவாக்கியுள்ளனர், மேலும் இது செயற்கை மூட்டுகளுக்கு தொடுதல் உணர்வைத் திறம்பட அளிக்கும்.

நமது தோல், உடலின் மிகப்பெரிய உறுப்பானது, அது நமது முழு உடலையும் உள்ளடக்கியது, நமது உடல் வெப்பநிலையைக் கட்டுப்படுத்துகிறது மற்றும் சூரியன், அசாதாரண வெப்பநிலை, கிருமிகள் போன்ற தீங்கு விளைவிக்கும் வெளிப்புற காரணிகளிலிருந்து நம்மைப் பாதுகாக்கிறது. நமது தோல் குறிப்பிடத்தக்க வகையில் நீண்டு, தன்னைத்தானே சரிசெய்ய முடியும். தோல் மிகவும் முக்கியமானது, ஏனென்றால் அது நமக்குத் தொடுதல் உணர்வை வழங்குகிறது, இதன் மூலம் நாம் முடிவுகளை எடுக்க முடியும். தோல் என்பது நமக்கு ஒரு சிக்கலான உணர்திறன் மற்றும் சமிக்ஞை அமைப்பு.

வெளியிடப்பட்ட ஒரு ஆய்வில் அறிவியல், ஸ்டான்போர்ட் பல்கலைக்கழகம் மற்றும் சியோல் தேசிய பல்கலைக்கழகத்தில் பேராசிரியர் ஜெனன் பாவோ தலைமையிலான ஆராய்ச்சியாளர்கள் உருவாக்கியுள்ளனர். செயற்கை உணர்திறன் நரம்பு மண்டலம் "செயற்கை தோலை" உருவாக்குவதற்கான ஒரு பெரிய படியாக இருக்கும் செயற்கை மூட்டுகள் உணர்வை மீட்டெடுக்கும் மற்றும் சாதாரண தோல் கவர் போல் செயல்படும். இந்த ஆய்வின் சவாலான அம்சம், பல தனித்துவமான பண்புகளைக் கொண்ட நமது சருமத்தை எவ்வாறு திறம்படப் பிரதிபலிப்பது என்பதுதான். பிரதிபலிக்க மிகவும் கடினமான அம்சம் என்னவென்றால், நமது சருமம் புத்திசாலியாக செயல்படும் விதம் உணர்ச்சி முதலில் மூளைக்கு உணர்வுகளை கடத்தும் நெட்வொர்க் மற்றும் உடனடி முடிவுகளை எடுக்க நமது தசைகள் ஒரு ரிஃப்ளெக்ஸ் மூலம் செயல்படுமாறு கட்டளையிடுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு தட்டினால் முழங்கை தசைகள் நீட்டப்படுகின்றன, மேலும் இந்த தசைகளில் உள்ள சென்சார்கள் ஒரு நியூரானின் மூலம் மூளைக்கு உந்துவிசையை அனுப்புகின்றன. நியூரான் பின்னர் தொடர்புடைய ஒத்திசைவுகளுக்கு தொடர்ச்சியான சமிக்ஞைகளை அனுப்புகிறது. நமது உடலில் உள்ள சினாப்டிக் நெட்வொர்க் தசைகளில் திடீர் நீட்சியின் வடிவத்தை அடையாளம் கண்டு ஒரே நேரத்தில் இரண்டு சிக்னல்களை அனுப்புகிறது. ஒரு சமிக்ஞை முழங்கை தசைகளை ஒரு அனிச்சையாக சுருங்கச் செய்கிறது, இரண்டாவது சமிக்ஞை இந்த உணர்வைப் பற்றி தெரிவிக்க மூளைக்குச் செல்கிறது. இந்த நிகழ்வின் முழு வரிசையும் கிட்டத்தட்ட நொடியின் ஒரு பகுதியிலேயே நிகழ்கிறது. நியூரான்களின் நெட்வொர்க்கில் உள்ள அனைத்து செயல்பாட்டு கூறுகளையும் உள்ளடக்கிய இந்த சிக்கலான உயிரியல் உணர்ச்சி நரம்பு அமைப்புகளைப் பிரதிபலிப்பது இன்னும் சவாலாகவே உள்ளது.

உண்மையானதை "மிமிமிக்" செய்யும் தனித்துவமான உணர்வு நரம்பு மண்டலம்

மனித நரம்பு மண்டலம் எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதைப் பிரதிபலிக்கக்கூடிய ஒரு தனித்துவமான உணர்வு அமைப்பை ஆராய்ச்சியாளர்கள் உருவாக்கியுள்ளனர். ஆராய்ச்சியாளர்களால் வடிவமைக்கப்பட்ட "செயற்கை நரம்பு சுற்று" மூன்று கூறுகளை ஒரு தட்டையான, சில சென்டிமீட்டர் அளவுள்ள நெகிழ்வான தாளாக ஒருங்கிணைக்கிறது. இந்த கூறுகள் தனித்தனியாக முன்பு விவரிக்கப்பட்டுள்ளன. முதல் கூறு ஒரு தொடுதல் சென்சார் இது சக்திகளையும் அழுத்தத்தையும் (மினி ஒன்று கூட) கண்டறிய முடியும். இந்த சென்சார் (உருவாக்கப்பட்டது கரிம பாலிமர்கள், கார்பன் நானோகுழாய்கள் மற்றும் தங்க மின்முனைகள்) இரண்டாவது கூறு, ஒரு நெகிழ்வான மின்னணு நியூரான் மூலம் சமிக்ஞைகளை அனுப்புகிறது. இந்த இரண்டு கூறுகளும் முன்பு அதே ஆராய்ச்சியாளர்களால் உருவாக்கப்பட்டவற்றின் மேம்படுத்தப்பட்ட மற்றும் மேம்படுத்தப்பட்ட பதிப்புகள். இந்த இரண்டு கூறுகளின் மூலம் உருவாக்கப்பட்ட மற்றும் அனுப்பப்படும் உணர்ச்சி சமிக்ஞைகள் மூன்றாவது கூறுக்கு வழங்கப்படுகின்றன, இது ஒரு செயற்கை சினாப்டிக் டிரான்சிஸ்டர் மூளையில் உள்ள மனித ஒத்திசைவுகளைப் போலவே வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. இந்த மூன்று கூறுகளும் ஒருங்கிணைந்து செயல்பட வேண்டும் மற்றும் இறுதி செயல்பாட்டை நிரூபிப்பது மிகவும் சவாலான அம்சமாகும். உண்மையான உயிரியல் ஒத்திசைவுகள் ரிலே சிக்னல்கள் மற்றும் முடிவுகளை எடுக்கத் தேவையான தகவல்களைச் சேமிக்கின்றன. செயற்கை நரம்பு சுற்று மூலம் சினாப்டிக் டிரான்சிஸ்டருக்கு மின்னணு சமிக்ஞைகளை வழங்குவதன் மூலம் இந்த சினாப்டிக் டிரான்சிஸ்டர் இந்த செயல்பாடுகளை "செயல்படுகிறது". எனவே, இந்த செயற்கை அமைப்பு குறைந்த சக்தி சமிக்ஞைகளின் தீவிரம் மற்றும் அதிர்வெண்ணின் அடிப்படையில் உணர்ச்சி உள்ளீடுகளை அடையாளம் கண்டு எதிர்வினையாற்றக் கற்றுக்கொள்கிறது, ஒரு உயிரியல் ஒத்திசைவு ஒரு உயிருள்ள உடலில் எப்படி இருக்கும். இந்த ஆய்வின் புதுமை என்னவென்றால், முன்னர் அறியப்பட்ட இந்த மூன்று தனித்தனி கூறுகளும் எவ்வாறு ஒரு ஒருங்கிணைந்த அமைப்பை வழங்க முதன்முறையாக வெற்றிகரமாக ஒருங்கிணைக்கப்பட்டன என்பதுதான்.

அனிச்சைகளை உருவாக்கும் மற்றும் தொடுதலை உணரும் இந்த அமைப்பின் திறனை ஆராய்ச்சியாளர்கள் சோதித்தனர். ஒரு பரிசோதனையில் அவர்கள் கரப்பான் பூச்சி காலில் தங்கள் செயற்கை நரம்பை இணைத்து, அவர்களின் தொடு உணரியில் சிறிய அழுத்தத்தை செலுத்தினர். எலக்ட்ரானிக் நியூரான் சென்சார் சிக்னலை டிஜிட்டல் சிக்னல்களாக மாற்றி சினாப்டிக் டிரான்சிஸ்டர் வழியாக அனுப்பியது. இது தொடு உணரியின் அழுத்தம் அதிகரிப்பு அல்லது குறைவின் அடிப்படையில் கரப்பான் பூச்சியின் கால் இழுக்கப்பட்டது. எனவே, இந்த செயற்கை அமைப்பு நிச்சயமாக ட்விச் ரிஃப்ளெக்ஸை செயல்படுத்தியது. இரண்டாவது பரிசோதனையில், பிரெய்லி எழுத்துக்களை வேறுபடுத்துவதன் மூலம் வெவ்வேறு தொடு உணர்வுகளைக் கண்டறிவதில் செயற்கை நரம்பின் திறனை ஆராய்ச்சியாளர்கள் வெளிப்படுத்தினர். மற்றொரு சோதனையில் அவர்கள் வெவ்வேறு திசைகளில் சென்சார் மீது ஒரு சிலிண்டரை உருட்டினர் மற்றும் இயக்கத்தின் சரியான திசையை துல்லியமாக கண்டறிய முடிந்தது. எனவே, இந்த சாதனம் பொருள் அங்கீகாரம் மற்றும் நுண்ணிய தொட்டுணரக்கூடிய தகவல் செயலாக்கத்தை மேம்படுத்துகிறது.

செயற்கை உணர்வு நரம்பு மண்டலத்தின் எதிர்காலம்

இந்த செயற்கை நரம்பு தொழில்நுட்பம் ஆரம்ப கட்டத்தில் உள்ளது மற்றும் தேவையான சிக்கலான நிலையை எட்டவில்லை, ஆனால் செயற்கை தோல் உறைகளை உருவாக்குவதற்கான மகத்தான நம்பிக்கையை அளித்துள்ளது. அத்தகைய "மூடுதல்களுக்கு" வெப்பம், அதிர்வு, அழுத்தம் மற்றும் பிற சக்திகள் மற்றும் உணர்வுகளைக் கண்டறியும் சாதனங்களும் தேவைப்படும் என்பது தெளிவாகிறது. அவை நெகிழ்வான சுற்றுகளில் உட்பொதிக்கப்படுவதற்கான நல்ல திறனைக் கொண்டிருக்க வேண்டும், இதனால் அவை மூளையுடன் திறம்பட இடைமுகம் செய்ய முடியும். நமது தோலைப் பிரதிபலிக்க, சாதனம் அதிக ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் செயல்பாட்டைக் கொண்டிருக்க வேண்டும், இது மிகவும் நிலையானதாகவும் நம்பகமானதாகவும் இருக்கும்.

இந்த செயற்கை நரம்புத் தொழில்நுட்பம் செயற்கை உறுப்புகளுக்கு ஒரு வரப்பிரசாதமாக இருக்கும் மற்றும் மாற்றுத் திறனாளிகளின் உணர்வுகளை மீட்டெடுக்கும். அதிக 3D பிரிண்டிங் தொழில்நுட்பம் மற்றும் அதிக பதிலளிக்கக்கூடிய ரோபாட்டிக்ஸ் அமைப்புகளுடன் செயற்கை சாதனங்கள் ஆண்டு முழுவதும் நிறைய மேம்பட்டுள்ளன. இந்த மேம்படுத்தல்கள் இருந்தபோதிலும், பரந்த மனித நரம்பு மண்டலத்தின் சிக்கல்கள் இல்லாததால், மூளையுடன் ஒரு நல்ல திருப்திகரமான இடைமுகத்தை வழங்காததால், இன்று கிடைக்கும் பெரும்பாலான செயற்கை சாதனங்கள் மிகவும் கடினமான முறையில் கட்டுப்படுத்தப்பட வேண்டும். சாதனம் கருத்துக்களை வழங்காது, இதனால் நோயாளி மிகவும் அதிருப்தி அடைந்து விரைவில் அல்லது பின்னர் அவற்றை நிராகரிப்பார். செயற்கை நரம்பு தொழில்நுட்பம் வெற்றிகரமாக செயற்கை முறையில் இணைக்கப்பட்டால், பயனர்களுக்கு தொடு தகவல்களை வழங்கும் மற்றும் நோயாளிகளுக்கு சிறந்த அனுபவத்தை வழங்க உதவும். ரிஃப்ளெக்ஸ் மற்றும் தொடு உணர்வின் சக்திகளை வழங்குவதன் மூலம் பல்வேறு பயன்பாடுகளுக்கு தோல் போன்ற உணர்வு நரம்பு நெட்வொர்க்குகளை உருவாக்குவதற்கு இந்த சாதனம் ஒரு பெரிய படியாகும்.

***

{மேற்கோள் காட்டப்பட்ட ஆதாரங்களின் பட்டியலில் கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ள DOI இணைப்பைக் கிளிக் செய்வதன் மூலம் அசல் ஆய்வுக் கட்டுரையைப் படிக்கலாம்}

ஆதாரம் (ங்கள்)

யோங்கின் கே மற்றும் பலர். 2018. ஒரு பயோ இன்ஸ்பைர்டு ஃப்ளெக்சிபிள் ஆர்கானிக் ஆர்கானிக் அஃபெரன்ட் நரம்பு. அறிவியல். https://doi.org/10.1126/science.aao0098