SS#16 - Duch w pancerzu

“Świat jest dziwny. Cały wszechświat jest dziwny, ale gdy spojrzeć na detale, zasady gry są bardzo proste (...) w nieskomplikowanej sytuacji można dokładnie przewidzieć co się stanie. To jak szachy. Jeśli jesteś w narożniku i jest tylko kilka figur, możesz przewidzieć dokładny przebieg wydarzeń. Ale w prawdziwej grze, jest ich tak wiele, że tego nie przewidzisz (...). Trudno w to uwierzyć, to niesamowite, większość ludzi nie wierzy, że na przykład moje zachowania, to wypadkowa wielu, wielu atomów przestrzegających bardzo prostych zasad”

- Richard Feynman, “Take the world from another point of view”

Od lat intuicja naukowców podpowiada, że w mózgu nie ma niczego magicznego ani nadnaturalnego. Nasze zachowania, charakter, gusta, upodobania, nawyki, wszystko to jest wynikiem bardzo dużej liczby neuronów splątanych w konkretny sposób. Nie ma nic co by wskazywało, że jest inaczej. A z dnia na dzień przybywa dowodów, że to “konektom”, czyli mapa sieci połączeń neuronowych determinuje kim jesteśmy.

Trudno ogarnąć wyobraźnią stopień złożoności 85 miliardów neuronów połączonych ponad stu bilionami połączeń. Dlatego rozsądni naukowcy zaczynają od czegoś prostszego. Nicień caenorhabditis elegans liczy sobie zaledwie tysiąc komórek. W tym 302 neurony i siedem tysięcy połączeń.

Od dość dawna planowałem pisać o projekcie OpenWorm. To otwarty projekt naukowy, którego celem jest wierna, wirtualna symulacja tego prostego zwierzęcia na poziomie komórkowym. Choć naukowców czeka jeszcze długa droga, zaczynają pojawiać sie pierwsze imponujące efekty. Miesiąc temu konektom nicienia tchnął życie w programowalnego robota LEGO...

Wystąpienie Paula Roota Wolpe z 2010 wciąż pozostaje jednym z moich ulubionych TED talków. Wspomina w nim o robocie sterowanym przez mózg minoga połączony z maszyną elektrodami. Robot w kształcie wózka z dwoma kółkami zamiast procesora i programu miał zwierzęcy mózg, który otrzymywał dane o źródłach światła oraz wysyłał impulsy które kierowały ruchem kół. Można powiedzieć, że mieliśmy do czynienia z bardzo prymitywną protezą całego ciała.

W przypadku dokonania badaczy z OpenWorm sytuacja jest inna. Nie użyto prawdziwego, w pełni działającego mózgu. Zastosowano model, który zapewne każdy szanujący się neurolog nazwałby prymitywnym. Wirtualne neurony mają swoje adresy IP a impulsy nerwowe symulują pakiety UDP. Mimo to robot “wykazał zachowania podobne do obserwowanych u C. elegans”. Zanim skomentuję dlaczego to tak niesamowite, zapraszam do obejrzenia nagrania, które może niektórych rozczarować:

OK. To robot obijający się o ścianę. Ale czego się spodziewaliście po pierwszych krokach w tworzeniu wirtualnego umysłu!? Pewnie nie zaskoczyłby Was nicień obijający się o ścianę i szukający innej drogi. Do tego mówimy tu o umyśle śliskiego robaka uwięzionym w pudle na kółkach, które można kupić w sklepie z zabawkami.

Na wypadek gdyby ktoś nie był pod wrażeniem wyjaśniam… Ostatnie lata pokazały, że pojedynczy neuron jest bardziej złożony i wyrafinowany niż sądzono. W 2013 badania pokazały, że dendryty pojedynczego neuronu wykonują “obliczenia”. Niektóre plany symulacji mózgu zakładają wykorzystanie osobnych, prostych i niewielkich procesorów dla każdego neuronu. Tymczasem tak prosta symulacja zaimplementowana w robocie wystarczyła by działał.

Oczywiście teraz należy czekać na dokładniejsze eksperymenty, robota który lepiej oddaje ciało nicienia umieszczonego w otoczeniu przypominającym jego naturalne środowisko. Wywołuje to jednak we mnie mieszankę trzech emocji. Ekscytacji, że to pierwszy kroczek na bardzo długiej drodze. Dreszczyku na myśl o tym co czeka nas na jej końcu. Oraz rozbawienia, że takie wyniki dostarcza otwarty projekt naukowy a nie amerykański BRAIN Initiative (planowany budżet 3 miliardy dolarów) czy europejski Human Brain Project (planowany budżet 1,91 miliarda euro).


Źródła:
A Worm’s Mind In A Lego Body
Wriggling worm is a breakthrough for artificial life
Strona projektu OpenWorm
TED: It’s time to question bio-engineering
Pojedyncze neurony mogą dokonywać obliczeń

Wędrowcy

Wanderers to połączenie olśniewających efektów wizualnych z narracją Carla Sagana. To powinna być wystarczająca rekomendacja. Myślę, że tych kilka minut pobudzi każdą wyobraźnię. Najlepsze jest to, że nie ma tu zbyt wiele fikcji. Erik Wernquist wyczarował coś pięknego i inspirującego. Oglądajcie, a potem zapraszam do kilku słów komentarza.

Wanderers - a short film by Erik Wernquist from Erik Wernquist on Vimeo.

Około pierwszej minuty widzimy Enceladusa, wyrzucającego w przestrzeń wodę z oceanów, które kryje pod powierzchnią. Te gejzery mogą dać nam wgląd w to, co dzieje się kilometry pod lodem. Następnie widzimy astronautę wśród pierścieni Saturna. Choć rozciągają się one na dziesiątki tysięcy kilometrów i można je obserwować z Ziemi, to zbiorowisko okruchów lodu ma grubość zaledwie kilku metrów (Saturn pozuje). Następnie widzimy Marsjańską windę orbitalną. Tak się składa, że o kłopotliwości tego rozwiązania pisałem niedawno (Kłopoty z windą do nieba).

Sterowce na Marsie? Niestety wydają mi się mało prawdopodobne. Choć ciążenie na Czerwonej Planecie jest mniejsze, to atmosfera jest tak rozpaczliwie rzadka, że mogłoby to być niemożliwe. Następnie obserwujemy stuprocentowo realistyczny obrazek - błękitny zachód na Marsie. Tym bardziej realistyczny, że może za naszego życia ktoś tam poleci i będzie mógł się nacieszyć tym na żywo (Niebo nad Marsem).

Około drugiej minuty uraczeni jesteśmy widokiem skolonizowanego Iapetusa. To dość ciekawy satelita Saturna. Na jego równiku znajduje się grzbiet górski nieznanego pochodzenia (mamy tylko domysły). Autor umieścił na nim szereg ślicznych kopuł. Pół minuty później, po przelocie przez kolonię węwnątrz wirującego cylindra, widzimy grupkę ludzi na powierzchni Europy. Obiektyw o dużej ogniskowej sprawia, że wydaje się, że Jowisz wypełnia całe niebo.

Jeśli tylko poradzilibyśmy sobie z ekstremalnie niskimi temperaturami i “metanową” wilgocią powietrza na Tytanie, moglibyśmy latać jak ptaki. Osoba ważąca 80kg na Ziemi, tam czułaby ciężar zaledwie 11kg. Na Mirandzie, księżycu Urana, byłoby to jeszcze mniej - półtora kilograma, dlatego skok z kilkukilometrowego klifu mógłby trwać kilkanaście minut. Spadochron byłby bezużyteczny, ale zwykły dezodorant mógłby zapewnić gładkie lądowanie.

Finałowe ujęcie jest śliczne i ku mojemu zaskoczeniu również dość realistyczne. Mimo ogromnej masy Saturna, na wysokości gdzie panuje ciśnienie porównywalne z ziemskim, ciążenie jest jedynie o kilka procent większe. Więc sterowce jak najbardziej wchodzą w grę, choć temperatura i niezwykle silne wiatry byłby kłopotliwe.


Inspirujące. Szczególnie jeśli uświadomimy sobie, że praktycznie wszystko to jest w zasięgu naszych możliwości.

Strona filmu: www.erikwernquist.com/wanderers