Techniek en natuur hebben vaak een zeer nauwe relatie gehad, maar omdat we enkele van de meest fundamentele uitdagingen willen oplossen met robotica en kunstmatige intelligentie speelt de natuur een nog belangrijkere rol. Als je wilt begrijpen waarom, raad ik je ten zeerste aan een artikel te lezen van professor Barbara Webb van de Universiteit van Edinburgh in Science Magazine, die suggereert dat insectenhersenen de sleutel kunnen zijn tot het verbeteren van autonome technologieën.
Maar eerst, wat is het probleem dat we proberen op te lossen? Opteran Technologies ontwikkelt momenteel op insecten geïnspireerde hersenen om robots in staat te stellen te zien, voelen, handelen en beslissingen te nemen. Waarom? We zijn ervan overtuigd dat dit zal leiden tot slimmere robots, zoals prof. Webb aan het einde van haar artikel vermeldt. Het probleem met de autonome machines van vandaag is dat ze afhankelijk zijn van diepgaande en machine learning die inefficiënt en onbetaalbaar zijn voor goedkopere toepassingen. Om een drone of autonoom voertuig te trainen om een route te navigeren en obstakels te vermijden, zijn uitgebreide datasets nodig om ervoor te zorgen dat de oplossing voldoende algemeen is. Dit verhoogt aanzienlijk de kosten van het draaien van op deep learning gebaseerde applicaties en garandeert nog steeds niet dat ze in staat zullen zijn om met elke situatie om te gaan.
Vergeleken met de natuur eindigt human engineering een behoorlijk slechte tweede als het gaat om het bouwen van eenvoudige structuren die in staat zijn tot complexe acties op microschaal. Prof. Webb beschrijft de verfijning die dergelijke natuurlijke intelligentie autonome machines biedt en het is precies wat ons inspireerde om Opteran Technologies op te richten. Het bedrijf groeide uit onze onderzoeksprojecten naar insectenhersenen, die keken naar dieren zoals de honingbij, die veel minder neuronen (ongeveer 1 miljoen) hebben dan grotere dieren zoals muizen (70 miljoen) of mensen (86 miljard), maar nog steeds zeer complexe gedragingen zoals langeafstandsnavigatie. We hebben ervoor gekozen om onze technologie te ontwikkelen op basis van het brein van de honingbij, omdat het met een miljoen neuronen nog steeds een geweldige visuele navigator is, in staat om afstanden tot 10 kilometer af te leggen en dan, zoals Prof Webb aangeeft, terug te keren naar zijn nest.
Het artikel van prof. Webb neemt ons mee op een diepgaande rondleiding door de belangrijkste regio's in het brein van de honingbij, met name het centrale complex, dat de bij zijn enorme gevoel van plaats geeft. Hierdoor kan hij naar huis terugkeren en een bloemenveld opnieuw bezoeken waarvan hij net is teruggekeerd, mogelijk aangedreven door een momentopname die is opgeslagen in het geheugen van de bij. Hoewel dit verder onderzoek vereist, weerspiegelt de uitleg van prof. Webb over hoe bijen navigeren, wat het team van Opteran wilde bereiken. We hebben reverse-engineered insectenhersenen, beginnend met vroege visuele verwerking en overgaand op navigatie.
Dit alles vindt plaats in een enkele computerchip die minder dan 1 watt aan vermogen trekt en vandaag besturen onze chips sub-drones van 250 g met volledig autonomie aan boord, met behulp van eenvoudige, goedkope visuele en traagheidssensoren. Dus op het punt van professor Webb dat we in de toekomst “slimmere robots” zouden kunnen zien, denken we dat we al goed op weg zijn om autonome machines te helpen zien, voelen en navigeren.
Op langere termijn brengen we de snelle leer- en besluitvormingsvaardigheden in de rest van het insectenbrein, gericht op een bevestigend antwoord op de vraag: “Hoe zit het met het modelleren van een heel insectenbrein?” Wij zijn van mening dat een dergelijk doel haalbaar is en dat het resultaat een radicaal eenvoudigere, efficiëntere benadering van robuuste autonomie zal zijn dan de bestaande complexe en dure machine learning-benaderingen.
James Marshall
CSO en Co- oprichter, Opteran Technologies
