Neurorobotics
நரம்பியல் இயற்பியல் என்பது நரம்பியல் அறிவியல், ரோபாட்டிக்ஸ் மற்றும் செயற்கை நுண்ணறிவு பற்றிய ஒருங்கிணைந்த ஆய்வு ஆகும். இது உருவகப்படுத்தப்பட்ட தன்னாட்சி நரம்பியல் அமைப்புகளின் அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பமாகும். நரம்பியல் அமைப்புகள் மூளை-ஈர்க்கப்பட்ட வழிமுறைகளை உள்ளடக்கியது (எ. கா. இணைப்பு நெட்வொர்க்குகள்), உயிரியல் நரம்பியல் நெட்வொர்க்குகளின் கணக்கீட்டு மாதிரிகள் (எ. கா. செயற்கை ஸ்பைக்கிங் நரம்பியல் நெட்வொர்க்குகள், நரம்பியல் நுண் சுற்றுகளின் பெரிய அளவிலான உருவகப்படுத்துதல்கள்) மற்றும் உண்மையான உயிரியல் அமைப்புகள் (எ. கா. விவோ மற்றும் இன் விட்ரோ நரம்பியல் வலைகளில்). இத்தகைய நரம்பியல் அமைப்புகள் மெக்கானிக் அல்லது வேறு எந்த வகையான உடல் செயல்பாட்டையும் கொண்ட இயந்திரங்களில் உருவகப்படுத்தப்படலாம். இதில் ரோபோக்கள், செயற்கை அல்லது அணியக்கூடிய அமைப்புகள் அடங்கும், ஆனால் சிறிய அளவில், மைக்ரோ இயந்திரங்கள் மற்றும் பெரிய அளவில், தளபாடங்கள் மற்றும் உள்கட்டமைப்புகள் அடங்கும். நரம்பியல் இயற்பியல் என்பது ரோபாட்டிக்ஸ் கொண்ட நரம்பியல் அறிவியலின் கிளை ஆகும், இது மூளை-ஈர்க்கப்பட்ட வழிமுறைகள் போன்ற தன்னாட்சி நரம்பியல் அமைப்புகளின் அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத்தின் ஆய்வு மற்றும் பயன்பாட்டைக் கையாள்கிறது. இது மூளை உருவகப்படுத்தப்பட்டுள்ளது மற்றும் உடல் சூழலில் உட்பொதிக்கப்பட்டுள்ளது என்ற கருத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டது. எனவே, பெரும்பாலான நியூரோரோபோட்டுகள் உருவகப்படுத்தப்பட்ட சூழலுக்கு மாறாக, நிஜ உலகில் செயல்பட வேண்டும். ரோபோக்களுக்கான மூளை-ஈர்க்கப்பட்ட வழிமுறைகளுக்கு அப்பால் நரம்பியல் இயக்கவியல் மூளை-கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ரோபோ அமைப்புகளின் வடிவமைப்பையும் உள்ளடக்கியிருக்கலாம். ரோபோவின் நோக்கத்தின் அடிப்படையில் நியூரோரோபோட்டுகளின் முக்கிய வகை மாதிரிகளை பல்வேறு முக்கிய வகைகளாகப் பிரிக்கலாம். ஒவ்வொரு வகுப்பும் படிப்புக்கான ஆர்வத்தின் ஒரு குறிப்பிட்ட பொறிமுறையை செயல்படுத்த வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. மோட்டார் கட்டுப்பாடு, நினைவகம், செயல் தேர்வு மற்றும் புலனுணர்வு ஆகியவற்றைப் படிக்கப் பயன்படுத்தப்படும் நரம்பணுக்களின் பொதுவான வகைகள் ஆகும். லோகோமோஷன் மற்றும் மோட்டார் கட்டுப்பாடு நியூரோரோபோட்டுகள் பெரும்பாலும் மோட்டார் பின்னூட்டம் மற்றும் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகளைப் படிக்கப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, மேலும் ரோபோக்களுக்கான கட்டுப்படுத்திகளை உருவாக்குவதில் அவற்றின் தகுதியை நிரூபித்துள்ளன. மோட்டார் அமைப்புகளின் செயல்பாடு குறித்த பல நரம்பியல் ரீதியாக ஈர்க்கப்பட்ட கோட்பாடுகளால் லோகோமோஷன் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. லோகோமோஷன் கட்டுப்பாடு மாதிரிகள் அல்லது மைய வடிவம் ஜெனரேட்டர்கள், மீண்டும் மீண்டும் நடத்தை இயக்கும் திறன் கொண்ட நியூரான்களின் கொத்துக்கள், நான்கு கால் நடைபயிற்சி ரோபோக்களை உருவாக்க பயன்படுத்தப்படுகிறது. பிற குழுக்கள் அடிப்படை கட்டுப்பாட்டு அமைப்புகளை எளிய தன்னாட்சி அமைப்புகளின் படிநிலை தொகுப்பாக இணைக்கும் யோசனையை விரிவுபடுத்தியுள்ளன. இந்த அமைப்புகள் இந்த அடிப்படை துணைக்குழுக்களின் கலவையிலிருந்து சிக்கலான இயக்கங்களை உருவாக்க முடியும். மோட்டார் செயல்பாட்டின் இந்தக் கோட்பாடு கார்டிகல் நெடுவரிசைகளின் அமைப்பை அடிப்படையாகக் கொண்டது, இது எளிய உணர்ச்சி உள்ளீட்டிலிருந்து ஒரு சிக்கலான அஃபெரென்ட் சிக்னல்களாக படிப்படியாக ஒருங்கிணைக்கிறது, அல்லது சிக்கலான மோட்டார் நிரல்களிலிருந்து ஒவ்வொரு தசை இழைகளுக்கும் எளிய கட்டுப்பாடுகள் வரை வெளிப்புற சிக்னல்களில் ஒருங்கிணைக்கிறது, இது ஒத்த படிநிலை கட்டமைப்பை உருவாக்குகிறது. மோட்டார் கட்டுப்பாட்டுக்கான மற்றொரு முறை கற்ற பிழை திருத்தம் மற்றும் முன்கணிப்பு கட்டுப்பாடுகளைப் பயன்படுத்தி ஒரு வகையான உருவகப்படுத்தப்பட்ட தசை நினைவகத்தை உருவாக்குகிறது. இந்த மாதிரியில், காலப்போக்கில் மென்மையான மற்றும் துல்லியமான இயக்கங்களை உருவாக்க பிழை பின்னூட்டத்தைப் பயன்படுத்துவதற்கு மோசமான, சீரற்ற மற்றும் பிழை ஏற்படக்கூடிய இயக்கங்கள் சரிசெய்யப்படுகின்றன. பிழையைக் கணிப்பதன் மூலம் சரியான கட்டுப்பாட்டு சமிக்ஞையை உருவாக்க கட்டுப்படுத்தி கற்றுக்கொள்கிறது. இந்த யோசனைகளைப் பயன்படுத்தி, ரோபோக்கள் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, அவை தகவமைப்பு கை அசைவுகளை உருவாக்கவோ அல்லது ஒரு போக்கில் தடைகளைத் தவிர்க்கவோ கற்றுக்கொள்ளலாம். கற்றல் மற்றும் நினைவக அமைப்புகள் விலங்குகளின் நினைவக அமைப்புகளின் கோட்பாடுகளை சோதிக்க வடிவமைக்கப்பட்ட ரோபோக்கள். பல ஆய்வுகள் எலிகளின் நினைவக அமைப்பை ஆராய்கின்றன, குறிப்பாக எலி ஹிப்போகாம்பஸ், இட செல்களைக் கையாள்கிறது, இது ஒரு குறிப்பிட்ட இடத்திற்கு சுடுகிறது. எலி ஹிப்போகாம்பஸ் மாதிரியாக வடிவமைக்கப்பட்ட அமைப்புகள் பொதுவாக சூழலின் மன வரைபடங்களைக் கற்றுக்கொள்ள முடியும், இதில் அடையாளங்களை அங்கீகரித்தல் மற்றும் அவற்றுடன் தொடர்புபடுத்தும் நடத்தைகள் ஆகியவை அடங்கும், இது வரவிருக்கும் தடைகள் மற்றும் அடையாளங்களை கணிக்க அனுமதிக்கிறது. மற்றொரு ஆய்வு முதன்மையாக செவிவழி, ஆனால் காட்சி தூண்டுதல்களின் அடிப்படையில் நோக்குநிலை மற்றும் உள்ளூர்மயமாக்கலுக்கான களஞ்சிய ஆந்தைகளின் முன்மொழியப்பட்ட கற்றல் முன்னுதாரணத்தின் அடிப்படையில் ஒரு ரோபோவை உருவாக்கியுள்ளது. கருதுகோள் முறை சினாப்டிக் பிளாஸ்டிசிட்டி மற்றும் நியூரோமாட்யுலேஷன் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியது, இது பெரும்பாலும் இரசாயன விளைவு, இதில் டோபமைன் அல்லது செரோடோனின் போன்ற நரம்பியக்கடத்திகளுக்கு வெகுமதி அளிப்பது ஒரு நரம்பணுவின் துப்பாக்கிச் சூடு உணர்திறனை கூர்மையாக பாதிக்கிறது. ஆய்வில் பயன்படுத்தப்பட்ட ரோபோ களஞ்சிய ஆந்தைகளின் நடத்தையுடன் போதுமான அளவு பொருந்தியது. மேலும், மோட்டார் வெளியீடு மற்றும் செவிவழி பின்னூட்டத்திற்கு இடையிலான நெருங்கிய தொடர்பு கற்றல் செயல்பாட்டில் முக்கியமானது என்பதை நிரூபித்தது, பல கற்றல் மாதிரிகளில் ஈடுபட்டுள்ள செயலில் உணர்திறன் கோட்பாடுகளை ஆதரிக்கிறது. இந்த ஆய்வுகளில் நியூரோரோபோட்டுகள் கற்றுக்கொள்ள எளிய மேஸ்கள் அல்லது வடிவங்களுடன் வழங்கப்படுகின்றன. நியூரோரோபோட்டுக்கு வழங்கப்பட்ட சில சிக்கல்களில் சின்னங்கள், நிறங்கள் அல்லது பிற வடிவங்களை அங்கீகரித்தல் மற்றும் வடிவத்தின் அடிப்படையில் எளிய செயல்களை செயல்படுத்துதல் ஆகியவை அடங்கும். களஞ்சிய ஆந்தை உருவகப்படுத்துதலைப் பொறுத்தவரை, ரோபோ அதன் சூழலில் செல்ல அதன் இருப்பிடத்தையும் திசையையும் தீர்மானிக்க வேண்டியிருந்தது. செயல் தேர்வு மற்றும் மதிப்பு அமைப்புகள் செயல் தேர்வு ஆய்வுகள் ஒரு செயலுக்கும் அதன் விளைவுக்கும் எதிர்மறை அல்லது நேர்மறையான எடையைக் கையாள்கின்றன. நியூரோரோபோட்டுகள் எளிய நெறிமுறை தொடர்புகளைப் படிக்கப் பயன்படுத்தப்படலாம் மற்றும் பயன்படுத்தப்பட்டிருக்கலாம், அதாவது கிளாசிக்கல் சிந்தனை பரிசோதனை, அங்கு ஒரு லைஃப் ராஃப்ட் வைத்திருக்கக்கூடியதை விட அதிகமான மக்கள் உள்ளனர், மீதமுள்ளவர்களைக் காப்பாற்ற யாராவது படகை விட்டு வெளியேற வேண்டும். இருப்பினும், செயல் தேர்வு பற்றிய ஆய்வில் பயன்படுத்தப்படும் அதிக நியூரோரோபோட்டுகள் சுய பாதுகாப்பு அல்லது ஆய்வில் ரோபோக்களின் எண்ணிக்கையை நிலைநிறுத்துவது போன்ற மிகவும் எளிமையான தூண்டுதல்களுடன் போட்டியிடுகின்றன. நேர்மறையான முடிவுகளுடன் சுற்றுகளை ஊக்குவிக்க இந்த நியூரோரோபாட்கள் சினாப்ஸ்களின் நியூரோமாட்யுலேஷனுக்குப் பிறகு வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. உயிரியல் அமைப்புகளில், டோபமைன் அல்லது அசிடைல்கோலின் போன்ற நரம்பியக்கடத்திகள் நன்மை பயக்கும் நரம்பியல் சமிக்ஞைகளை சாதகமாக வலுப்படுத்துகின்றன. அத்தகைய தொடர்பு பற்றிய ஒரு ஆய்வில் டார்வின் VII ரோபோ அடங்கும், இது கடத்தும் உலோகத் தொகுதிகளை "சாப்பிட" காட்சி, செவிவழி மற்றும் உருவகப்படுத்தப்பட்ட சுவை உள்ளீட்டைப் பயன்படுத்தியது. தன்னிச்சையாக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட நல்ல தொகுதிகள் ஒரு கோடுகள் கொண்ட வடிவத்தைக் கொண்டிருந்தன, அதே நேரத்தில் மோசமான தொகுதிகள் வட்ட வடிவத்தைக் கொண்டிருந்தன. தொகுதிகளின் கடத்துத்திறன் மூலம் சுவை உணர்வு உருவகப்படுத்தப்பட்டது. ரோபோ அதன் கடத்துத்திறன் மட்டத்தின் அடிப்படையில் சுவைக்கு நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறையான பின்னூட்டங்களைக் கொண்டிருந்தது. ரோபோவின் உள்ளீடுகளின் அடிப்படையில் அதன் செயல் தேர்வு நடத்தைகளை அது எவ்வாறு கற்றுக்கொண்டது என்பதைப் பார்க்க ஆராய்ச்சியாளர்கள் ரோபோவைக் கவனித்தனர். மற்ற ஆய்வுகள் சிறிய ரோபோக்களின் மந்தைகளைப் பயன்படுத்தியுள்ளன, அவை அறையைச் சுற்றி சிதறிக்கிடக்கும் பேட்டரிகளை உண்கின்றன, மேலும் அதன் கண்டுபிடிப்புகளை மற்ற ரோபோக்களுக்குத் தெரிவிக்கின்றன. உணர்ச்சி புலனுணர்வு நியூரோரோபோட்டுகள் உணர்ச்சி புலனுணர்வு, குறிப்பாக பார்வை ஆகியவற்றைப் படிக்கப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இவை முதன்மையாக தானியங்கிகளில் உணர்ச்சி பாதைகளின் நரம்பியல் மாதிரிகளை உட்பொதிப்பதன் விளைவாக ஏற்படும் அமைப்புகள் ஆகும். இந்த அணுகுமுறை நடத்தையின் போது ஏற்படும் உணர்ச்சி சமிக்ஞைகளுக்கு வெளிப்பாட்டை அளிக்கிறது, மேலும் நரம்பியல் மாதிரியின் வலுவான அளவைப் பற்றி மிகவும் யதார்த்தமான மதிப்பீட்டை செயல்படுத்துகிறது. மோட்டார் செயல்பாட்டால் உற்பத்தி செய்யப்படும் உணர்ச்சி சமிக்ஞைகளில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் உயிரினங்களால் விரிவாகப் பயன்படுத்தப்படும் பயனுள்ள புலனுணர்வு குறிப்புகளை வழங்குகின்றன என்பது அனைவரும் அறிந்ததே. எடுத்துக்காட்டாக, மனித தலை மற்றும் கண் அசைவுகளின் பிரதிபலிப்பின் போது வெளிப்படும் ஆழமான தகவல்களை ஆராய்ச்சியாளர்கள் காட்சி காட்சியின் வலுவான பிரதிநிதித்துவங்களை நிறுவ பயன்படுத்தியுள்ளனர். உயிரியல் ரோபோக்கள் உயிரியல் ரோபோக்கள் அதிகாரப்பூர்வமாக நரம்பியல் ரோபோக்கள் அல்ல, அவை நரம்பியல் ரீதியாக ஈர்க்கப்பட்ட AI அமைப்புகள் அல்ல, ஆனால் உண்மையான நரம்பணு திசு ஒரு ரோபோவுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. இது மூளை வளர்ச்சி அல்லது நரம்பியல் தொடர்புகளைப் படிக்க கலாச்சார நரம்பியல் நெட்வொர்க்குகளின் பயன்பாட்டைப் பயன்படுத்துகிறது. இவை பொதுவாக ஒரு மல்டி எலக்ட்ரோட் வரிசையில் (எம். இ. ஏ) எழுப்பப்பட்ட ஒரு நரம்பியல் கலாச்சாரத்தைக் கொண்டுள்ளன, இது நரம்பியல் செயல்பாட்டைப் பதிவுசெய்து திசுவைத் தூண்டும் திறன் கொண்டது. சில சந்தர்ப்பங்களில், எம். இ. ஏ ஒரு கணினியுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, இது மூளை திசுக்களுக்கு ஒரு உருவகப்படுத்தப்பட்ட சூழலை வழங்குகிறது மற்றும் மூளையின் செயல்பாட்டை உருவகப்படுத்துதலில் உள்ள செயல்களாக மாற்றுகிறது, அத்துடன் உணர்ச்சி பின்னூட்டத்தை வழங்குகிறது நரம்பியல் செயல்பாட்டைப் பதிவு செய்யும் திறன் ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு மூளைக்குள் ஒரு சாளரத்தை வழங்குகிறது, இது நரம்பியக்கிகள் பயன்படுத்தப்படும் அதே சிக்கல்களில் பலவற்றைப் பற்றி அறிய அவர்கள் பயன்படுத்தலாம். உயிரியல் ரோபோக்களுடன் அக்கறை கொண்ட ஒரு பகுதி நெறிமுறைகள் ஆகும். இத்தகைய சோதனைகளை எவ்வாறு கையாள்வது என்பது குறித்து பல கேள்விகள் எழுப்பப்படுகின்றன. மைய கேள்வி நனவு மற்றும் எலி மூளை அதை அனுபவிக்கிறதா இல்லையா என்பது பற்றியது. நனவை எவ்வாறு வரையறுப்பது என்பது குறித்து பல கோட்பாடுகள் உள்ளன. நரம்பியல் அறிவியலுக்கான தாக்கங்கள் நரம்பியல் விஞ்ஞானிகள் நரம்பியல் இயக்கவியலால் பயனடைகிறார்கள், ஏனெனில் இது கட்டுப்படுத்தப்பட்ட மற்றும் சோதனைக்குரிய சூழலில் மூளை செயல்பாட்டின் பல்வேறு சாத்தியமான முறைகளை சோதிக்க ஒரு வெற்று ஸ்லேட்டை வழங்குகிறது. ரோபோக்கள் அவை பின்பற்றும் அமைப்புகளின் மிகவும் எளிமைப்படுத்தப்பட்ட பதிப்புகள் என்றாலும், அவை மிகவும் குறிப்பிட்டவை, இது கையில் உள்ள சிக்கலை நேரடியாக சோதிக்க அனுமதிக்கிறது. அவை எல்லா நேரங்களிலும் அணுகக்கூடிய நன்மையையும் கொண்டுள்ளன, அதே நேரத்தில் மனித அல்லது விலங்கு சுறுசுறுப்பாக இருக்கும்போது மூளையின் பெரிய பகுதிகளைக் கண்காணிப்பது மிகவும் கடினம், குறிப்பாக தனிப்பட்ட நியூரான்கள். நரம்பியல் துறையின் வளர்ச்சி நரம்பியல் சிகிச்சைகளை உருவாக்கியுள்ளது. இவற்றில் மருந்துகள் மற்றும் நரம்பியல் மறுவாழ்வு ஆகியவை அடங்கும். முன்னேற்றம் என்பது மூளையைப் பற்றிய ஒரு சிக்கலான புரிதல் மற்றும் அது எவ்வாறு சரியாக செயல்படுகிறது என்பதைப் பொறுத்தது. மூளை அறுவை சிகிச்சைகளுடன் தொடர்புடைய ஆபத்து காரணமாக, மூளையைப் படிப்பது கடினம், குறிப்பாக மனிதர்களில். நரம்பியல் செயல்முறைகளின் ஆய்வில் செய்யக்கூடிய சோதனைகள் மற்றும் சோதனைகளின் வரம்பை நியூரோரோபோட்டுகள் மேம்படுத்தலாம். மூளை-கணினி இடைமுக அனுபவ இயந்திரம் நியூரோமார்பிக் பொறியியல் வயர்ஹெட் (அறிவியல் புனைகதை) குறிப்புகள் வெளிப்புற இணைப்புகள் ஸ்காலர்பேடியாவில் நியூரோரோபோட்டிக்ஸ் (ஜெஃப் கிரிச்மார் (2008), ஸ்காலர்பேடியா, 3 (3): 1365) வடமேற்கு பல்கலைக்கழகத்தில் நியூரோரோபோட்டிக்ஸில் கவனம் செலுத்தும் ஒரு ஆய்வகம். நரம்பியல் இயக்கவியலில் எல்லைகள். நியூரோரோபாட்டிக்ஸ்ஃ ஃப்ரெடெரிக் கப்லான் நியூரோரோபாட்டிக்ஸ் ஆய்வகம், கன்ட்ரோல் சிஸ்டம்ஸ் ஆய்வகம், ஏதென்ஸின் என். டி. யுன் (பேராசிரியர் கோஸ்டாஸ் ஜே கிரியாகோபோலோஸ்) மனித மூளைத் திட்டத்தில் நியூரோரோபாட்டிக்ஸ் செயற்கை நுண்ணறிவு நரம்பியல் ரோபாட்டிக்ஸின் இடைநிலை கிளைகள்