Ученые создали нейрон для роботов, одновременно воспринимающий зрение и осязание

Погладьте кошку с закрытыми глазами. Приятно, но кто именно перед вами? Мягкий домашний питомец или дикий зверь? Откроете глаза — и всё станет ясно. Наши чувства постоянно взаимодействуют, создавая цельную картину, особенно когда сигналы слабы. Целое всегда больше простой суммы частей, верно?

Роботы же обычно работают по примитивной схеме: каждый датчик докладывает по отдельности, а центральный процессор складывает данные. Но команда из Университета Пенсильвании задумалась: а так ли это эффективно? Они взяли за основу биологию и создали первый в мире искусственный мультисенсорный нейрон.

«Представьте робота, чьи сенсоры живут своей жизнью и не общаются между собой, — рассуждает соавтор работы Саптарши Дас. — Решения принимает центральный «мозг», обрабатывая кучу разрозненной информации. Но ведь в живой природе всё иначе! Одно чувство усиливает другое, создавая более точную и быструю оценку ситуации. Почему бы не дать датчикам поговорить напрямую?»

Взгляните на современный автомобиль. Один датчик сканирует дорогу на предмет препятствий, другой замеряет освещённость для фар. Каждый тянет свою информацию в главный компьютер, который потом отдаёт приказы. Дас уверен: если позволить сенсорам обмениваться данными напрямую, система станет куда энергоэффективнее и быстрее. Особенно когда сигналы от датчиков едва уловимы — именно тут и нужна их слаженная работа.

«Природа — гений энергосбережения, — говорит Дас. — Крошечные существа выживают в суровых условиях, тратя минимум ресурсов. В тёмном лесу вы больше полагаетесь на слух, но окончательное решение всегда основано на интеграции всех чувств. Мы не живём в мире одного лишь зрения или одного осязания. Мы ощущаем мир целиком. Вот эту цельность мы и пытаемся воссоздать».

Как же устроен этот чудо-нейрон? Учёные объединили тактильный сенсор и фототранзистор на основе однослойного дисульфида молибдена — материала с феноменальными электрическими и оптическими свойствами. В результате получилась схема, которая генерирует электрические импульсы, уже содержащие в себе интегрированную информацию от зрения и осязания. По сути, обработка начинается прямо на месте, в самом «нейроне».

Такая система способна революционизировать сенсорные технологии, открывая путь к более «зелёному» и экономному искусственному интеллекту. Представьте беспилотники, роботов или самоуправляемые автомобили, которые не только умнее ориентируются в пространстве, но и тратят на это гораздо меньше энергии.

«Пока мы интегрировали лишь два чувства, — отмечает соавтор работы Эндрю Панноне. — Следующий шаг — понять, как и зачем подключать остальные. Интересно, какие новые возможности откроются, когда машина сможет «чувствовать» мир почти так же полно, как мы?»