Forscher der Harvard University haben in Zusammenarbeit mit dem Google DeepMind-Team mithilfe von künstlicher Intelligenz ein künstliches „Gehirn“ für eine virtuelle Maus geschaffen, das präzise Bewegungen in komplexen Umgebungen steuern kann. Dieser innovative Durchbruch wurde in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlicht.
Das Forschungsteam nutzte Daten von echten Mäusen, um ein biomechanisch realistisches 3D-Mausmodell zu erstellen. Der DeepMind-Algorithmus des Deep Reinforcement Learning trainierte für dieses Modell ein künstliches neuronales Netzwerk (ANN) als Gehirn, das durch ein invers-dynamisches Modell präzise verschiedene komplexe Bewegungstrajektorien und Kräfte erzeugen kann.
Quelle: Google DeepMind
Dieses virtuelle Gehirn kann nicht nur bereits trainierte Bewegungen imitieren, sondern auch selbstständig neue, nie zuvor trainierte Verhaltensweisen erzeugen. Die Simulationsergebnisse sind bemerkenswert realistisch und könnten sogar als „realitätsübertreffend“ bezeichnet werden. Projektleiter Ölveczky erklärte, dass die DeepMind-Technologie eine starke Unterstützung für komplexe Simulationen bietet und der Schlüssel zum Erfolg dieser Zusammenarbeit war.
Die Studie eröffnet neue Wege zur Erforschung der neuronalen Schaltkreise, die komplexes Tierverhalten steuern. Durch die Analyse der Funktionsweise des künstlichen Gehirns können Wissenschaftler Einblicke in die Funktionsweise des echten Gehirns gewinnen. Diese innovative Simulationsmethode könnte auch für die Entwicklung fortschrittlicher Roboterkontrollsysteme eingesetzt werden.
Noch spannender ist die Aussicht, dass dies ein neues Feld der „virtuellen Neurowissenschaften“ eröffnen könnte. In Zukunft könnten künstliche Intelligenz-Simulationen von Lebewesen als transparente experimentelle Modelle zur Untersuchung gesunder und kranker Gehirne dienen und so beispiellose Einblicke liefern und möglicherweise sogar neue Strategien zur Behandlung von neurologischen Erkrankungen ermöglichen.
Aufbauend auf den bisherigen Ergebnissen werden die Forscher die virtuelle Maus in Zukunft mit mehr Autonomie ausstatten und den Prozess des Erlernens neuer Fähigkeiten simulieren, um die Geheimnisse der Entwicklung komplexer Verhaltensfähigkeiten im Gehirn weiter zu erforschen. Durch die kontinuierliche Verbesserung dieser Methode werden die Neurowissenschaften und die künstliche Intelligenzforschung mit Sicherheit revolutionäre Fortschritte erleben.