소뇌는 휴머노이드 로봇을 만들기위한 많은 단서를 가지고 있습니다.

로봇처럼 움직이는 사람을 시각화하면 어떤 이미지가 떠오릅니 까? 어색하고 움직이는 움직임으로 특징 지어지는 유동성과 협동의 결여는 로봇 운동의 진부한 특징입니다. 흥미롭게도 이러한 모든 특징은 미세 조정 근육 운동, 균형, 자세 등을 조정하는 역할을하는 인간 소뇌의 질병이나 결손과 관련이 있습니다.

고정 관념으로 볼 때, 로봇은 운동 , 운동 , 물체 잡기와 같은 자발적인 움직임 동안 근육 조절이 부족한 운동 실조증을 앓고있는 것처럼 움직이고 말합니다. 소뇌는 운동 실조와 직접적으로 연관되어있어 언어의 유동성, 안구 운동 및 삼킴에 영향을 줄 수 있습니다.

전두엽 피질의 집이며 실행 기능의 자리 인 대뇌는 명확한 지식을 아름답게 가지고 있습니다. Purkinje 뉴런의 집이자 근육 기억의 자리 인 소뇌는 시행 착오, 반복, 연습, 연습, 연습을 통해 암묵적 노하우와 일을 배우게됩니다.

나는 지난 10 년 동안 소뇌를 연구 해왔다. 저의 관점에서, "무 운동성없는"로봇을 만드는 비결은 소뇌의 기능을 고급 인공 지능 (AI) 로봇에 적용하는 데 있습니다.

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완벽하게 기능하는 소뇌를 가진 로봇은 유동성과 함께 움직일 수 있고 균형을 유지하며 고유 감각을 가질 수 있습니다. 또한 생각하고, 사회적으로 소통하며, 암묵적으로 배우고, 감각 운동을 할 수 있습니다. 나는 뇌와 소뇌 모두를 똑같이 나타내는 "두뇌"를 가진 휴머노이드 로봇이 감각적 인 안드로이드가 될 수 있다고 믿는다.

소뇌의 간략한 역사

아리스토텔레스 (Aristotle, BC 384-322)는 소뇌를 "parencephalon"으로 묘사 한 최초의 저명한 작가이자 뇌의 대뇌이다. 1504 년 레오나르도 다 빈치 (Leonardo da Vinci)는 인간 두뇌의 왁스 주조물을 만들고 "작은 두뇌"를 위해 라틴어 인 "소뇌"라는 용어를 만들어 냈다. "대뇌"또는 "커다란 두뇌"는 대뇌 아래에 깔끔하게 자리 잡은 소뇌 꼭대기에 앉아있다.

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소뇌는 뇌 부피의 10 %에 불과하지만 뇌의 전체 뉴런의 50 % 이상을 차지합니다. 이러한 신경 분포의 불균형 한 분포를 기반으로, 나의 아버지, 신경 과학자였던 Richard Bergland, 신경 외과 의사 및 The Fabric of Mind의 저자는 "우리는 소뇌가 무엇을하고 있는지 정확히 알지 못한다. 그것을 많이하고 있습니다. "

역사를 통틀어서, 소뇌는 대부분의 신경 과학자들에게는 신비로웠다. 1960 년대 후반과 1970 년대 초반 David Marr, John Eccles, James Albus (제 아버지의 동료였던 사람들)가 주도하는 소뇌에 대한 관심이 급증했습니다 …하지만 20 대 후반에 소뇌에 대한 관심이 줄어 들었습니다. 세기.

운 좋게도, 소뇌에 대한 신경 과학적 관심은 현재 르네상스와 추진력을 얻고 있습니다. 최근 몇 달 동안, 소뇌에 대한 혁명적 인 발견의 유역이있었습니다. 이것은 소뇌를 연구하는 매우 흥미 진진한시기입니다.

소총은 가까운 장래에 센터 스테이지를 잡을 수있었습니다.

수십 년 동안 소뇌에 대한 연구를 위해 안테나를 가지고 있었지만, 최근 연구 결과의 엄청난 속도로 인해 머리가 돌아갔다. 지난해 11 월 소아마비 신경 학회 (Society of Neuroscience) 회의에서 2014 년 소뇌는 급격히 증가하고있는 것처럼 보였습니다. 작년 한 해에만 소뇌와 자폐 스펙트럼 장애 (ASD)를 연결하는 네 가지 연구가 발표되었습니다.

최근 소뇌와 자폐 사이의 연결을 바탕으로 비언어적 의사 소통 기술을 사용하는 데 어려움, 눈을 마주 치는 것, 얼굴 표정을 해석하는 것, 운동 능력 장애와 같은 ASD와 같은 증상이 소뇌의 문제 일 수 있습니다.

자폐증을 가진 사람들은 다른 사람의 감정을 해석하는 데 종종 어려움을 겪거나 다른 사람의 고통과 고통에 대해 동정심을 나타냅니다. 아이러니 컬하게도 Yale 아동 연구 센터 (Yale Child Study Centre)의 연구에 따르면 자폐증을 앓고있는 어린이가 사회적으로 더욱 적극적으로 참여할 수 있도록 초보적인 로봇이 사용되었습니다.

올해 초 또 다른 연구는 소뇌와 양극성 장애를 연결시켰다. 그리고 이제 소뇌는 최적의 뇌 인터페이스 로봇과 연결됩니다. 감정이있는 지각있는 로봇을 만드는 열쇠는 AI 소뇌 구조를 만드는 것과 관련이 있을까요? 나는 그 대답이 '예'라고 생각한다.

몇 주 전까지 만해도, 나는 소뇌에 대한 더 나은 이해가 생체 공학적 보철물의 움직임을 조정하는 로봇 또는 뇌 인터페이스에 어떻게 적용될 수 있는지에 대해 많이 생각해 보지 못했습니다. 그 모든 것들은 내가 2015 년 2 월에 미주리 대학교 (University of Missouri)의 Scott Frey가 Journal of Cognitive Neuroscience 에 발표 한 그의 연구에 관한 보도 자료를 읽을 때마다 바뀌었다.

Scott Frey와 나는 그의 연구에 대해 전화로 몇 시간을 보냈습니다. 우리 모두는 신체 활동, 신경 과학 및 소뇌의 변형 능력에 대한 열정을 공유하는 전 triathletes 밝혀졌습니다.

소뇌가 뇌 제어 인터페이스 Scott Frey를 사용하여 대상을 파악하는 데 소뇌가 중요한 역할을한다는 그의 발견에 관한 보도 자료에서,

"우리는 버튼이 크레인을 움직이거나 문을 열 수있는 첨단 기술의 세계에 살고 있습니다. 장애가있는 사람들을 위해, 로봇 팔이나 뇌에 삽입 된 센서와 같은 보조 기술은 버튼을 누르거나 두뇌 활동을 통해 직접 잡는 것과 같은 행동을 가능하게합니다. 그러나 인간의 두뇌가 이러한 기술에 어떻게 적응하는지에 대해서는 거의 알려지지 않았습니다. 우리는 뇌가 현대의 로봇 팔을 제어하기 위해 반드시 진화 한 것은 아니라는 사실을 발견했습니다. 오히려 상대적으로 변하지 않은 뇌의 고대 부분 인 소뇌는 이러한 도구로 도달하고 파악하는 데 중요한 역할을합니다. 최소한의 훈련. "

지난 며칠 동안 나는 휴머노이드 로봇 및 안드로이드 생성에서 소뇌 장치가 할 수있는 잠재적 인 역할을 지원하는 여러 다른 연구를 발굴했습니다.

전통적으로 컴퓨터와 인공 지능 로봇은 주로 대뇌에있는 정보의 "대뇌"측면에 초점을 맞 춥니 다. ( "소뇌 (cerebellar)"는 대뇌의 자매 단어이며 "소뇌와 관련되거나 소뇌와 관련이있는 것"을 정의합니다.

휴머노이드 로봇이 IBM의 "왓슨 (Watson)"과 같은 컴퓨터보다 훨씬 복잡해 지는데, 이는 지능과 함께 "인지 컴퓨터"라고 불리우며 제 파디 와 같은 게임 쇼에서 승리 할 수 ​​있습니다. 감각적 인 로봇은 움직일 수있는 능력이 필요합니다 공간을 통해 감각 운동가가 끊임없이 변화하는 환경에 적응할 수 있도록하십시오. 이 능력은 소뇌의 특별한 능력을 필요로하는 것처럼 보일 것이다.

1970 년대 Jamie Somers와 Steve Austin 이 Bionic Woman 과 Six Million Dollar Man 의 "fembots"와 싸울 때 가장 큰 문제는 인간과 같은 안드로이드 인 fembots가 부분적인 bionic prosthetics. fembots가 가지고있는 유일한 진짜 단점은 그들이 스스로 생각할 수 없다는 것이 었습니다.

휴머노이드 로봇의 디자인에 소뇌 모델을 통합하는 것은 감정을 느끼고 스스로 생각할 수있는 지각 로봇을 만드는 데있어 핵심적인 역할을합니다.

나는 왜 개인적으로 소총의 권력을 위해 옹호에 투자 했는가?

그의 작품에서, 우리 아빠는 소뇌에 집착했고, 소뇌 천재에 대한 잠재력은 연습과 경험을 통해 배운 정보 유형이라고 생각했습니다. 우리 아버지는 열렬한 테니스 선수 였어. 대뇌와 소뇌 사이의 연결 고리를 설명하기 위해 그는 "나는 절대적으로 긍정적이다. 신경 외과 의사가되는 것은 공에 대한 내 눈의 직접적인 결과였습니다. "

소뇌가 Vestibulo-Ocular Reflex (VOR)를 담당하여 머리가 여러 방향으로 움직이는 동안 눈을 목표물로 추적 할 수 있습니다. 신경 외과 의사로서 아버지는 모든 외과 의사, 운동 선수 및 연기자가해야하는대로 대뇌 및 소뇌 기술을 모두 적용해야했습니다.

제가 자라면서 아버지와 제가 함께 좋은 시간을 가졌던 유일한 시간은 테니스 코트 나 체스 경기였습니다. 일찍부터 아버지는 책에서 배울 수있는 "대뇌"스마트의 중요성과 여전히 앉아서 체스의 전략적 게임을하거나 자신이 사용하는 집행 기능의 유형을 중요시 함을 암시하는 스플릿 브레인 모델의 씨앗을 심었습니다. 테스트. 그러나 그는 "소뇌 정신"의 중요성에 대해서도 언급했다.

"소뇌 지능"은 법정이나 현장에서 시행 착오와 일상 경험을 통해 얻은 것입니다. 소뇌는 모든 종류의 육상 경기를 마스터하는 중심입니다. 나는 대뇌와 소뇌의 정보가 똑같이 중요하다는 것을 믿게되었다. 그리고 인생과 스포츠에서 언제나 함께해야한다.

아버지의 영향으로 나는 소뇌를위한 챔피언이되어 전통적으로 과소 평가되었다고 생각한다. 나는 소뇌가인지 기능과 "지능"에서 상대적으로 최근까지 – 학계 또는 신경 과학의 대부분이 인정할 준비가 된 것보다 훨씬 더 큰 역할을한다고 믿는다.

비 Satis Scire : "알기 위해 충분하지 않다"

나는 매사추세츠 주 애 머스트 (Amherst)에있는 작은 교양 과목 대학에 다녔다. 햄프셔 컬리지는 시험이나 성적이없고 입학 과정에서 SAT 점수를 보지 않는다. 나는 시험을 치르기에 끔찍하며 끔찍한 SAT 점수를 받았다. 이것이 내가 햄프셔에 간 주된 이유이다. 그것은 나를 받아 들일 유일한 대학이었습니다.

햄프셔의 좌우명은 Non Satis Scire 입니다. "알기가 충분하지 않습니다."라는 말은 라틴어입니다. 교육과 인공 지능 로봇 제작에 관해서는 그 사이의 뉴런 비율에 따라 기억해야합니다. 대뇌 및 소뇌, 그리고 상식 – 대뇌 영리는 우리의 일하는 인간 지능의 절반도 못합니다.

7 세의 아버지로서 나는 학교에서 공통 핵심 표준 및 낙오 아동 방지법 을 통해 어린이들에게 표준화 된 시험을 잘하도록 압력을 가하는 것을 보면서 몸의 활동과 창조적 인 출구를 박탈하는 것을 보았습니다. 소뇌는 대뇌와 연결되어 번성해야합니다.

십년 전에 운동 선수의 길 ( St. Martin 's Press ) 을 썼을 때 나는 "좌뇌 – 우뇌 두뇌"의 관념에 도전하는 "두뇌 다운 뇌"라는 스플릿 – 브레인 모델을 만들었습니다. , 두개골 지구의 두드러진 구분은 대뇌와 소뇌 사이의 남북이다. 이 두뇌 모델에 대한 자세한 내용을 보려면 여기를 클릭하여 내 책의 무료 샘플을 확인하십시오.

육상에서 아동 발달 또는 뇌졸중의 재활에 이르기까지 좌우 대칭의 상하 좌우 조화와 상호 작용을 중시하는 것은 성공의 열쇠이며 기초입니다 운동 선수의 길에 제시된 이론들 .

논리적으로 모든 연령대의 사람들이 대뇌 (뇌 아래쪽)와 소뇌 (뇌 아래쪽)의 양쪽 반구의 흰 물질 연결성과 회색질 물질 양을 최적화하는 매일의 습관을 만들면 개인 베스트셀러의 수명을 달성 할 확률을 높일 수 있습니다 . 이것은 현재 진행중인 책의 초 유체 (Superfluidity) 라는 기초가되는 단순하고 도로 테스트 된 처방입니다.

소뇌는 약자이고 강력한 온스는 온스가 온스 펀치가된다. 소뇌 천재는 인간 종의 생존과 관련하여 궁극적으로 뇌 정보보다 중요 할 수 있으며 감정적 인 안드로이드를 만들려고 할 때 고려해야 할 필요가 있습니다.

예를 들어, "예기치 않은 오류"가 발생하여 얼음을 미끄러지거나 자동차를 운전하다가 미끄러지는 등의 이유로 가드에 걸렸을 때, 즉각적으로 걸러 내고 각각을 예측하고 조정하는 것은 소뇌입니다 대뇌가 생각할 시간조차 갖기 전에 무사히 살아있는 복잡한 근육 운동이 필요합니다.

최근 펜 (Penn) 연구원은 섬유, 과립, 푸르 키예 (Purkinje) 세포를 모두 등반하는 놀라운 연구에서이 기술이 어떻게 작동 하는지를 밝혀 냈습니다. 소뇌는 우리를 평생 동안하는 모든 일에 대해 과소 평가되어 왔지만, 우리를 안전하고 건전하게 지켜내는 소모적 인 일을합니다.

할리우드, 2015 년 Sentient Robots Top Billing 제공

2015 년 3 월 6 일 "Chappie"라는 지능 로봇에 대한 새로운 영화가 전국에 열립니다. 나는 아직이 영화를 보지 못했지만 예고편을 보았을 때 다른 인간형 로봇과 차별화되는 것은 그가 감각 운동 경험을 통해 배울 수 있으며 대뇌의 "책 스마트"와 소뇌의 "거리 스마트".

Chappie 의 예고편을보고 나면 neuroscient 관점에서 가장 흥미를 끄는 것은 인간 – 어린이처럼 Chappie는 최근 피검자가 개발 한 피아제 단계의 감각 운동 개발 단계를 거쳐야한다는 것입니다.이 단계는 최근 소뇌에 강하게 연결되어 있습니다.

지난 달 스콧 프라이 (Scott Frey)의 연구에 처음으로 출연 한 이후로 현재의 블로그 게시물이 급증했습니다. 필자는 최근의 소뇌 연구를 깊이있게 깊이 파고 들어 점을 연결하고 소뇌가 감각적 인 로봇과 안드로이드를 만드는 데 중추가 될 수있는 방법에 관한 다각적 인 대화를 시작하기를 희망합니다. 이 글의 마지막에는 필자가 발견 한 가장 관련있는 과학 기사의 참고 문헌을 포함시켰다.

2015 년 2 월 스콧 프라이 (Scott Frey)의 연구에 더하여, 2015 년 2 월의 다른 연구는 소뇌 연구가 인류를위한 믿을 수 없을만큼 좋은 것들을 할 수있는 잠재력뿐만 아니라 미래의 로봇 디스토피아를 만드는 잠재력을 반영하는 것으로 보인다. 지난달 일본의 리켄 (Riken) 연구원은 인간 줄기 세포를 사용하여 페리 접시에서 푸르 키 녜 세포와 소뇌 덩어리를 자랄 수 있다고보고했다.

터미네이터 (Terminator)에서 아놀드 슈왈츠제네거 (Arnold Schwarzenegger)의 사이보그는 전투를 위해 설계된 금속 내골을 덮는 살아있는 조직을 가지고있었습니다. 미래의 인공 지능은 실험실에서 줄기 세포에서 자라며 합성 섬유와 금속 외골격에 부착 될 수있는 인간 두뇌의 인공 살아있는 조직을 만드는데 의존 할 가능성이 있습니다.

앞으로 실험실에서 성장한 실제 뇌 조직을 가진 감정적 인 안드로이드가있을 수 있으며, 로봇이나 안드로이드에 초인적 인 힘과 지능으로 부착 될 수 있습니다. (그리고 그런 생물을 발명하는 장단점은 무엇일까?)

나는이 하이브리드 안드로이드가 현실이되는 데 얼마나 멀리 떨어져 있는지 궁금해. 나는 과학 소설 작가는 아니지만 이삭 아시모프, 알더스 헉슬리, 아서 C. 클라크, 다니엘 H. 윌슨 또는 필립 케이 딕이 최신 신경 과학을 사용하여 예언 소설을 쓰는 것을 쉽게 상상할 수 있습니다.

Ex Machina 영화는   2015 년 4 월 전세계에 공개 될 Sci-Fi 스릴러로 인공 지능의 어두운면과 지각있는 로봇 구축의 신경 과학을 각광받을만한 시나리오에 감성적 인 안드로이드를 창작하는 방법에 대해 설명합니다.

Ex Machina 는 생각하고, 사랑하고, 느끼고, 유혹하고, 증오 할 수있는 인공 지능 로봇에 의해 만들어진 복잡한 인공 지형의 풍경을 탐구합니다. 이 트레일러의 일부 장면은 2001 년을 연상케합니다 . HAL이 제작자를 죽이려고 결정할 때 우주 오디세이 (Space Odyssey )를하고 우주 비행사 승무원을 몰살해야한다는 것에 대해 침착하게 사과합니다.

나를 위해, 소뇌를 연구하고 옹호하는 것은 명백히 매우 개인적입니다. 이 블로그 게시물을 쓰는 데 어려움을 겪은 이유 중 하나는 처음으로 소뇌에 대한 고급 지식을 가진 과학자들에게 잠재적 인 반발이 있음을 처음으로 알게되었습니다. 소뇌는 너무 신비 롭고 애매하다. 나는 그것의 수수께끼를 해독하는 것이 AI의 악몽과 미래의 디스토피아로 이어질 수있는 모호한 돌파구로 이어질지 생각해 봅니다.

이 블로그를 작성하면서 "roboethics"가 최전선에 올랐습니다. 신경 과학적인 공동체의 연구자들은 감성 로봇을 창조 할 때 어떤 윤리적 책임을 가지고 있습니까?

지난 2 년 동안, 구글은 보스톤 다이나믹스 (Bob Dynamics) 와 같은 로봇 회사를 인수 해왔다. 2014 년에 Google은 6 개 이상의 로봇 회사를 인수했으며 게임 계획에 대해 매우 열중하고 있습니다. Google의 AI 주제는 무엇입니까?

전통적으로 AI 로봇 연구의 대부분은 DARPA의 방위 과학 사무실 (Defense Sciences Office) 및 육군 연구소 (Army Research Laboratory)의 육군 연구원 (Army Research Officer) 과 같은 그룹에 의해 보조금을 받았습니다. 밝은면에서, 휴머노이드 로봇 개발에 부어지는 모든 연방 자원은 뇌가 어떻게 작용하는지에 대한 이해를 향상시키고 수명이 다할 때까지 인간의 삶을 개선시키는 치료법으로 이어질 수 있습니다. 그러나이 연구와 로봇 개발은 또한 심각한 기능 장애를 일으킬 수 있습니다.

Scott Frey와 내가 대화를하면서 몇 번이고 다시 돌아 왔음은 인생을 개선시키는 방법으로 신경 과학과 로봇 공학의 진보를 지속적으로 적용하고 적용하는 것이 중요하다는 것입니다.

저의 가장 큰 희망은이 연구들이 인류를 발전시키고 전쟁으로 인한 사상자를 줄이면서 상처 입은 퇴역 군인과 장애인과 같은 개인의 삶을 개선하게 될 것이라는 것입니다.

참고 문헌 :이 주제의 신경 과학에 대해 더 자세히 알고 싶다면이 블로그 게시물을 연구하는 동안 발견 한 최근 저널 기사에 대한 링크를 참조하십시오.

1. "버튼을 누르면 파악 : 인간의 앞 뒤 골편에서 잡아 선택적 반응은 손 움직임과 말단 작동 자 행동 사이의 비 임의적 인과 관계에 의존한다"Frey SH, Hansen M, Marchal N.
2. "분산 소뇌 소성은 실제 로봇의 감각 운동 과제에서 일반화 된 다중 스케일 기억 요소를 구현한다"Claudia Casellato, Alberto Antonietti 외
3. "인간 다 능성 줄기 세포의 3 차원 배양에서의 극성 소뇌 조직의 자기 조직"게이코 무구 루마, 아야카 니시야마, 하시모토 코우이치, 사 사이 요시키
4. "제어 루프에 내장 된 적응 형 소뇌 스파이크 모델 : 컨텍스트 스위칭 및 잡음에 대한 견고성"Luque, Garrido 외.
5. "소아 및 노년층의 소뇌 체적과 감각 운동 및인지 기능과의 관계"Bernard JA, Seidler RD.
6. "자발적인 움직임 제어를위한 피질 감각 회로의 소뇌 참여"Rémi D. Proville, Maria Spolidoro 외
7. "학습의 빠른 수렴은 조작 작업에서 열등 올리브와 심뇌 소뇌 사이의 소성을 필요로합니다. 폐쇄 루프 로봇 시뮬레이션"Niceto R. Luque, Jesús A. Garrido 외.
8. "깨어있는 쥐의 Purkinje 세포 수상 돌기에서 아날로그 칼슘 신호를 통한 자극 강도 코딩"Farzaneh Najafi, Andrea Giovannucci, Samuel SH 왕, Javier F Medina.
9. "깨어있는 쥐의 개별 Purkinje 세포 수상 돌기에서 칼슘 신호의 감각 구동 강화"Farzaneh Naja, Andrea Giovannucci, Samuel S.-H. 왕, 하비에르 F. 메디나
10. "실시간 소뇌 : 그래픽 처리 장치를 사용하여 실시간으로 작동하는 소뇌의 대규모 스파이 킹 네트워크 모델"Tadashi Yamazakia, Jun Igarashib
11. "단일 Purkinje 세포 활동과 VOR 적응 패러다임을 이용한 소뇌 – 기계 인터페이스에 의해 밝혀진 운동 학습 사이의 직접적인 인과성"Hirata Y, Katagiri K, Tanaka Y.
12. "월드 와이드 웹에서 구속되지 않은 비디오 시청"에 의한 로봇 학습 조작 계획 "Yezhou Yang, Yi Li, Cornelia Fermuller, Yiannis Aloimonos

평신도 용어로 소뇌에 대해 더 알고 싶다면 내 이전 Psychology Today 블로그 게시물을 확인하십시오.

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• "자폐증, 푸르니예 세포와 소뇌는 얽혀있다"
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