Cervello artificiale controlla ratto virtuale: rivoluzione nelle neuroscienze e nell’IA

Un team di ricercatori di Harvard e Google DeepMind ha raggiunto un traguardo straordinario: la creazione di un cervello artificiale in grado di controllare i movimenti di un ratto virtuale in una simulazione fisica ultra-realistica. Questo studio innovativo, pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature, apre la strada a una nuova era di scoperte nel campo delle neuroscienze e dell’intelligenza artificiale, con potenziali applicazioni che spaziano dalla robotica avanzata alla comprensione dei disturbi neurologici.

Il ratto virtuale

Il primo passo del team è stato costruire un modello biomeccanico accurato del corpo di un ratto utilizzando un sofisticato simulatore fisico chiamato MuJoCo. Questo ratto virtuale rispetta fedelmente le leggi della fisica, inclusi fattori come gravità, attrito e meccanica muscolo-scheletrica di un vero roditore. Per validare il modello, i ricercatori hanno utilizzato un vasto set di dati ad alta risoluzione dei movimenti registrati da ratti reali impegnati in vari comportamenti naturali.

Il cervello artificiale

Dopo aver creato il corpo virtuale del ratto, il team ha sviluppato una rete neurale artificiale in grado di imparare a controllarne la biomeccanica e replicare la varietà di movimenti osservati nei dati biologici. Grazie all’expertise di Google DeepMind nel machine learning, sono state applicate tecniche avanzate di apprendimento per rinforzo profondo per addestrare questa rete neurale a fungere da “cervello virtuale” del ratto.

L’approccio utilizzato, chiamato modellazione delle dinamiche inverse, mima il modo in cui si pensa che i nostri cervelli controllino i movimenti complessi: calcolando rapidamente la traiettoria desiderata e traducendola nelle forze necessarie per attuarla. La rete neurale del ratto virtuale, ricevendo come input le traiettorie di movimento derivate dai dati reali, ha imparato a produrre il modello preciso di forze per attivare le articolazioni e i muscoli del corpo virtuale e ricreare fedelmente quei movimenti nella simulazione fisica. Sorprendentemente, il cervello artificiale ha mostrato capacità di generalizzazione, producendo sequenze realistiche anche per comportamenti su cui non era stato esplicitamente addestrato.