Giovanni idili de openworm: le cerveau, les vers, et l`intelligence artificielle

Imaginez que vous êtes un produit de l`imagination de votre ordinateur. Votre cerveau est une simulation informatique détaillée - une intelligence artificielle

qui se connecte à des yeux simulés et les muscles simulés et les terminaisons nerveuses simulées, qui interagissent avec un monde simulé. Vous pensez et sentez exactement comme vous le faites maintenant, mais au lieu d`être mis en œuvre dans la viande grise, votre esprit fonctionne sur silicium.7 sites internet incroyable de voir les dernières en programmation Intelligence artificielle7 sites internet incroyable de voir les dernières en programmation Intelligence artificielleL`intelligence artificielle est pas encore HAL de 2001: L`Odyssée de l`espace ... mais nous obtenons terriblement proche. Effectivement, un jour, il pourrait être aussi similaire aux potboilers de science-fiction étant brassés par Hollywood ....Lire la suite

Cerveau humain simulant un ensemble comme celui-ci est une façon large, mais un projet open-source est sur le point de franchir une étape essentielle d`abord, en simulant la neurologie et la physiologie de l`un des animaux les plus simples connus de la science. L`équipe de OpenWorm, qui vient de terminer une Kickstarter réussie, est mois loin de la construction d`une simulation complète de C. elegans, un ver nématode simple avec 302 neurones. Le ver simulé nager dans l`eau simulée, réagissent à un stimulus simulé, et (dans la mesure où un tel organisme simple peut), penser.

Dans cette interview, nous allons parler avec Giovanni Idili, le co-fondateur du projet OpenWorm de leur travail dans l`intelligence artificielle. L`équipe de OpenWorm est une équipe multinationale d`ingénieurs, qui ont travaillé sur la simulation de ver pendant plusieurs années. Ils utilisent des outils de partage de fichiers tels que Google Drive et Dropbox de collaborer, et leurs réunions sont publiquement comme transmis en continu Hangout Google+.

L`avenir de l`intelligence artificielle

MUO: Salut Giovanni! Ceci est évidemment un projet très complexe et difficile - Pourriez-vous décrire les progrès que vous avez fait sur la simulation à ce jour, et ce qui reste à faire? Que pensez-vous seront les plus importants défis à l`avenir?

Giovanni: Nous avons fait beaucoup de progrès sur le corps du ver et de l`environnement qui représentera notre plat de petri virtuel. Nous croyons dans la réalisation, ce qui signifie qu`un cerveau dans le vide serait moins intéressant sans un environnement simulé - la « matrice de ver » si vous - que le cerveau peut éprouver par ses neurones sensoriels.

C`est la raison pour laquelle nous avons commencé à mettre beaucoup d`efforts dans le corps du ver premier. Ce que nous avons à ce jour est, cuticule sous pression anatomiquement précis qui contient des cellules musculaires contractiles, et est bourré de liquide comme la gélatine pour maintenir tout en place. Parallèlement, nous avons travaillé sur l`obtention du fonctionnement du cerveau, et nous courons actuellement les premiers tests de l`ensemble C. elegans réseau de neurones (les fameux 302 neurones).

Nous approchons maintenant le point que nous pouvons commencer à brancher le cerveau dans le corps et de voir ce qui se passe. Cela ne signifie pas le ver est « en vie », parce qu`il ne dispose pas d`organes et beaucoup de détails biologiques manque encore trop, mais il nous permettra de fermer la boucle sur le système moteur, afin que nous puissions commencer à expérimenter et tordant le cerveau et les muscles pour produire différents types de locomotion à vis sans fin. Cela seul nous tenir occupés pendant un certain temps.

Il existe deux types différents de défis - défis de la recherche et les techniques. défis de recherche sont ceux typiques de toute entreprise scientifique. Vous ne savez pas quand vous allez coincé ou sur quoi, mais un défi évident ici est que même si le cerveau est mis en correspondance et les connexions entre les neurones sont connus, nous ne savons pas encore beaucoup sur les neurones individuels eux-mêmes et leurs caractéristiques, ce qui nous laisse avec beaucoup de travail à faire pour affiner les - faisable, mais difficile et prend du temps.

Cela est difficile parce que l`animal est très petit et jusqu`à présent, il a été impossible de le faire dans l`imagerie in vivo du cerveau de tir. Heureusement, ce qui est très récentes nouvelles, de nouvelles techniques font surface qui peuvent nous aider à combler certaines des lacunes.

En ce qui concerne l`ingénierie, il y a beaucoup de défis techniques, mais je dirais que le principal serait la performance de la simulation. Nous courons la simulation sur les GPU et les clusters, mais il faut beaucoup de temps pour simulate- il y a beaucoup de travail à faire là-bas.

Simulation Worm Browser

MUO: L`une des récompenses Kickstarter vous mis à la disposition de vos bailleurs de fonds a été l`accès à une simulation partielle du ver dans votre navigateur, y compris la musculature. Comme vous avez terminé plus de la simulation (comme le cerveau), envisagez-vous de faire ces éléments disponibles dans le navigateur ainsi? Comment la pleine simulation intensive de courir?

Giovanni: Oui - c`est exactement l`idée. Le WormSim sera une fenêtre dans la dernière simulation disponible. Une fois que nous faisons des progrès importants, comme le branchement d`un cerveau dans la simulation, ce sera déployé à l`WormSim. La simulation sera assez intense, mais l`architecture WormSim actuellement découplé de cela, dans le sens que nous allons exécuter la simulation sur l`infrastructure nécessaire (GPU grappes, etc.), puis stocker les résultats. Ces résultats seront diffusés à l`WormSim, afin que les gens seront en mesure de scanner et-vient dans la simulation, utilisez les commandes de la caméra 3D et cliquez sur les choses et les métadonnées de simulation d`accès.Geeks Dans Weigh: Est-ce qu`un homme penser plus vite qu`un ordinateur?Geeks Dans Weigh: Est-ce qu`un homme penser plus vite qu`un ordinateur?Lire la suite

Prochaines étapes

MUO: Depuis C. elegans est juste le début, après les nématodes, quelle est la prochaine étape? Quels défis surgissent entre les nématodes et un organisme plus complexe?

Giovanni: Correct. Nous essayons de construire notre planification technologique pour l`avenir, et nous voulons que notre moteur soit un peu comme LEGOS pour la biologie computationnelle, idéalement, de sorte qu`après C. elegans nous ne devons pas commencer à partir de zéro, mais peut assembler un plus organisme complexe tirant parti de ce que nous avons déjà construit.

Les candidats sont la sangsue (10k neurones) et la mouche des fruits ou des larves du poisson zèbre (à la fois autour de 100k neurones). Ce n`est pas juste une question de combien de neurones, mais aussi comment bien étudié un organisme est. Ça va certainement être quelques années avant que nous puissions même penser à s`attaquer à d`autres organismes, mais si un autre groupe voulait se lancer sur l`un de ces organismes, nous serions heureux d`aller au-delà pour aider de quelque façon que nous pouvons - tous nos outils sont ouverts.

Le principal défi est que le cerveau d`un organisme devient de plus en plus, comme une souris avec ses 75 millions de neurones, vous genre de travail forcé de travailler avec les populations plutôt que des circuits neuronaux bien définis composés de quantités raisonnables de neurones. « Boucler la boucle » devient un peu plus compliqué. Aussi, vous avez besoin de plus puissance de calcul, et de faire quelque chose comme ce que nous essayons avec C. elegans, simulation cellule par cellule ne se limite pas à des neurones, est carrément impensable. Une fois que vous arrivez à ce niveau macro, vous êtes obligé de travailler avec quelque chose de plus gros grains. Mais il va se passer, sans aucun doute!10 façons de donner votre temps CPU à la science10 façons de donner votre temps CPU à la scienceLire la suite

Validation et tests

MUO: Étant donné que le logiciel que vous développez est très complexe et implique la simulation à de nombreux niveaux, comment valider-vous vos modèles pour déterminer le succès? Y at-il des tests que vous souhaitez effectuer, mais n`ont pas pu encore?

Giovanni: A chaque niveau de granularité que nous « unité-test » nos composants logiciels par rapport aux résultats expérimentaux. Les données expérimentales sont déjà disponibles à l`air libre, ou vient de laboratoires qui décident de nous faire un don à. simulations Neuronal doivent correspondre à des mesures expérimentales sur l`activité neuronale. simulations mécaniques pour le corps du ver et de son environnement doivent suivre les lois de la physique.

De la même manière, les comportements macro du ver simulé (natation / rampant) devront suivre les observations expérimentales à ce niveau. Il est en fait un groupe d`entre nous qui travaillent sur se préparer une quantité incroyable de données afin que nous puissions dire quantitativement sûr que notre ver est tortille le même que le vrai, dès que notre simulation est prêt à être testé.

Applications de la recherche

MUO: Quelle application de ce type de simulation est le plus excitant pour vous? Quelles sont les utilisations les plus importantes de cette technologie à l`avenir?

Giovanni: Ce type de simulation, quand validé, pourrait nous permettre de mener des expériences sur un ordinateur au lieu d`animaux vivants. Cela présente des avantages évidents en termes de reproduire les expériences et le nombre d`expériences pure qui peut être menée. C. elegans est un organisme modèle pour maladie humaine, donc nous parlons de gagner peut-être un aperçu ascendante dans des maladies comme la maladie d`Alzheimer, de Parkinson et de Huntington, pour ne citer que quelques-uns - et d`accélérer la guérison, espérons en conséquence. La même technologie pourrait être utilisée pour simuler des populations saines ou malades de tissus humains juste en chargeant différents modèles dans le moteur.

Personnellement, je suis très excité par la façon dont ce que nous faisons pourrait nous aider à comprendre comment le cerveau fonctionne à une échelle très traitable. Imaginez ce que cela signifie que si nous pouvons capturer le cerveau d`un ver comme un ensemble de paramètres (qui est de plus en plus possible grâce aux nouvelles technologies d`imagerie) et alimenter ces mêmes paramètres dans notre simulation. Cela peut sembler comme la science-fiction, mais les souvenirs ont été implantés chez des animaux vivants déjà.

Qu`est-ce que signifie pour vous OpenWorm

La technologie derrière le projet OpenWorm est passionnant à plusieurs niveaux. La technologie pour cartographier et simuler le cerveau des animaux entiers a des implications profondes et éventuellement changer le monde pour la condition humaine.

Sur un plan plus immédiat, la possibilité d`expérimenter sur les animaux simulés et les maladies d`étude en détail minutieux, de calcul pourrait bien permettre à un tout nouveau genre de science - des expériences réalisées, en masse, par des ordinateurs, sur les ordinateurs. La technologie de OpenWorm, mis à l`échelle jusqu`à plus grands organismes, pourrait nous permettre d`étudier les maladies difficiles à saisir, comme la schizophrénie et le cancer de manière tout à fait nouvelles et passionnantes.

Que voyez-vous la race humaine avec la réalisation de cette technologie dans dix ans? Cinquante? Faites le nous savoir dans les commentaires! Vous pouvez suivre l`équipe de OpenWorm à openworm.org