دماغ الذبابة يعلّم الروبوت المشي سريع
ذبابة الفاكهة (دروسوفيلا) مخلوق صغير بدماغ بحجم بذرة الخشخاش. يحتوي على حوالي مئة ألف خلية عصبية، وقد رسم العلماء خريطة كاملة لوصلاتها، تمامًا كخريطة مترو الأنفاق حيث المحطات هي الخلايا العصبية والخطوط هي الوصلات بينها. تُسمى هذه الخريطة بالكونيكتوم (connectome).
تساءل الباحثون: هل يمكن استخدام هذا المخطط الطبيعي الجاهز كـ"دماغ" لنموذج حاسوبي لذبابة؟ أخذوا الكونيكتوم لذبابة بالغة وحولوه إلى برنامج تحكم — شبكة عصبية بنفس بنية الوصلات. ثم وضعوا الذبابة الافتراضية في محاكٍ حيث كان عليها أن تتعلم المشي والالتفاف وأداء حركات أخرى. تم التعلم عبر التجربة والخطأ: مقابل الخطوات الناجحة كانت تحصل على مكافأة، وعند السقوط كانت تُعاقب.
النتيجة فاجأت الجميع: الذبابة ذات الكونيكتوم "الأصلي" تعلمت بشكل أسرع وتحركت بشكل أكثر ثباتًا من النماذج ذات البنية العشوائية أو المبسطة. احتاجت إلى محاولات أقل لإتقان حركة جديدة — تمامًا كما يجد الراقص المتمرس تعلم رقصة جديدة أسهل من المبتدئ. علاوة على ذلك، كان هذا النموذج أسهل في التحليل: يمكن تتبع كيفية انتقال الإشارات من "العيون" إلى "العضلات" وأي الوصلات هي الأهم.
هذا العمل خطوة نحو صنع آلات تتعلم ليس من الصفر، بل بالاعتماد على مخططات أثبتت فعاليتها عبر التطور. ربما في المستقبل ستحصل الروبوتات على "دماغ" مستوحى ليس من خوارزميات مجردة، بل من علم الأحياء الحقيقي — من الذبابة إلى الإنسان.
يحتوي دماغ ذبابة الفاكهة على حوالي 100 000 خلية عصبية، ومع ذلك فهي قادرة على مناورات معقدة أثناء الطيران، وتجنب الخطر، وحتى التعلم.
فكرة استخدام دماغ بيولوجي كمخطط لآلة تذكرنا بفيلم "روبوكوب" حيث يتحكم دماغ بشري في جسد روبوت.