Neurorobotics
نیورو روبوٹکس نیورو سائنس، روبوٹکس اور مصنوعی ذہانت کا مشترکہ مطالعہ ہے۔ یہ مجسم خود مختار عصبی نظاموں کی سائنس اور ٹیکنالوجی ہے۔ اعصابی نظام میں دماغ سے متاثر الگورتھم شامل ہیں (مثال کے طور پر۔ کنیکشنسٹ نیٹ ورک)، حیاتیاتی عصبی نیٹ ورک کے کمپیوٹیشنل ماڈل (مثال کے طور پر۔ مصنوعی اسپائکنگ نیورل نیٹ ورک، نیورل مائیکرو سرکٹس کے بڑے پیمانے پر تخروپن) اور حقیقی حیاتیاتی نظام (جیسے۔ ویوو اور ان وٹرو نیورل نیٹ میں)۔ اس طرح کے عصبی نظاموں کو میکینک یا جسمانی حرکت کی کسی بھی دوسری شکل والی مشینوں میں شامل کیا جا سکتا ہے۔ اس میں روبوٹ، مصنوعی یا پہننے کے قابل نظام شامل ہیں بلکہ چھوٹے پیمانے پر مائیکرو مشینیں اور بڑے پیمانے پر فرنیچر اور بنیادی ڈھانچے بھی شامل ہیں۔ نیورو روبوٹکس روبوٹکس کے ساتھ نیورو سائنس کی وہ شاخ ہے، جو دماغ سے متاثر الگورتھم جیسے مجسم خود مختار عصبی نظاموں کے سائنس اور ٹیکنالوجی کے مطالعہ اور اطلاق سے متعلق ہے۔ یہ اس خیال پر مبنی ہے کہ دماغ مجسم ہے اور جسم ماحول میں سرایت کرتا ہے۔ لہذا، زیادہ تر نیوروروبوٹس کو مصنوعی ماحول کے برخلاف حقیقی دنیا میں کام کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ روبوٹس کے لیے دماغ سے متاثر الگورتھم سے پرے نیورو روبوٹکس میں دماغ کے زیر کنٹرول روبوٹ سسٹم کا ڈیزائن بھی شامل ہو سکتا ہے۔ نیورو روبوٹس کے ماڈلز کی بڑی کلاسوں کو روبوٹ کے مقصد کی بنیاد پر مختلف بڑی کلاسوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ ہر کلاس کو مطالعہ کے لیے دلچسپی کے ایک مخصوص طریقہ کار کو نافذ کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ نیوروروبوٹس کی عام اقسام وہ ہیں جو موٹر کنٹرول، میموری، ایکشن سلیکشن اور ادراک کا مطالعہ کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہیں۔ لوکوموشن اور موٹر کنٹرول نیورو روبوٹس اکثر موٹر فیڈ بیک اور کنٹرول سسٹم کا مطالعہ کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں، اور روبوٹس کے لیے کنٹرولرز تیار کرنے میں ان کی اہلیت کو ثابت کیا ہے۔ لوکوموشن کو موٹر سسٹمز کے عمل پر متعدد اعصابی طور پر متاثر نظریات کے ذریعے بنایا گیا ہے۔ لوکوموشن کنٹرول کی نقل چار ٹانگوں والے چلنے والے روبوٹ بنانے کے لیے ماڈلز یا سنٹرل پیٹرن جنریٹرز، تکراری رویے کو چلانے کے قابل نیوران کے جھنڈوں کا استعمال کرتے ہوئے کی گئی ہے۔ دیگر گروہوں نے ابتدائی کنٹرول سسٹم کو سادہ خود مختار سسٹمز کے درجہ بندی والے سیٹ میں جوڑنے کے خیال کو وسعت دی ہے۔ یہ نظام ان ابتدائی ذیلی سیٹوں کے امتزاج سے پیچیدہ حرکات تشکیل دے سکتے ہیں۔ موٹر ایکشن کا یہ نظریہ کورٹیکل کالموں کی تنظیم پر مبنی ہے، جو بتدریج سادہ حسی ان پٹ سے پیچیدہ افیرنٹ سگنلز میں ضم ہوتا ہے، یا پیچیدہ موٹر پروگراموں سے لے کر ہر پٹھوں کے فائبر کے لیے سادہ کنٹرول تک افیرنٹ سگنلز میں، اسی طرح کی درجہ بندی کی ساخت تشکیل دیتا ہے۔ موٹر کنٹرول کے لیے ایک اور طریقہ سیکھے ہوئے غلطی کی اصلاح اور پیشن گوئی کے کنٹرول کا استعمال کرتا ہے تاکہ ایک قسم کی مصنوعی پٹھوں کی میموری تشکیل دی جا سکے۔ اس ماڈل میں، وقت کے ساتھ ہموار اور درست حرکتیں پیدا کرنے کے لیے ایرر فیڈ بیک کا استعمال کرنے کے لیے عجیب، بے ترتیب اور غلطی کے شکار حرکات کو درست کیا جاتا ہے۔ کنٹرولر غلطی کی پیش گوئی کرکے درست کنٹرول سگنل بنانا سیکھتا ہے۔ ان خیالات کا استعمال کرتے ہوئے، روبوٹ تیار کیے گئے ہیں جو بازو کی موافقت پذیر حرکتیں پیدا کرنا یا کسی کورس میں رکاوٹوں سے بچنا سیکھ سکتے ہیں۔ سیکھنے اور یادداشت کے نظام روبوٹ جانوروں کے یادداشت کے نظام کے نظریات کی جانچ کے لیے بنائے گئے ہیں۔ بہت سے مطالعات چوہوں کے یادداشت کے نظام کی جانچ کرتے ہیں، خاص طور پر چوہے کے ہپپوکیمپس، جو جگہ کے خلیوں سے نمٹتے ہیں، جو ایک مخصوص مقام کے لیے فائر کرتے ہیں جو سیکھا گیا ہے۔ چوہے کے ہپپوکیمپس کے بعد بنائے گئے نظام عام طور پر ماحول کے ذہنی نقشے سیکھنے کے قابل ہوتے ہیں، بشمول نشانات کو پہچاننا اور ان کے ساتھ طرز عمل کو جوڑنا، جس سے وہ آنے والی رکاوٹوں اور نشانات کی پیش گوئی کر سکتے ہیں۔ ایک اور مطالعہ نے بارن الو کے مجوزہ سیکھنے کے نمونے پر مبنی ایک روبوٹ تیار کیا ہے جو بنیادی طور پر آڈیٹری بلکہ بصری محرکات پر مبنی واقفیت اور لوکلائزیشن کے لیے ہے۔ قیاس شدہ طریقہ کار میں سنپیٹک پلاسٹکٹی اور نیورو موڈولیشن شامل ہے، جو زیادہ تر کیمیائی اثر ہے جس میں ڈوپامائن یا سیرٹونن جیسے نیورو ٹرانسمیٹر نیوران کی فائرنگ حساسیت کو تیز کرنے کے لیے متاثر کرتے ہیں۔ مطالعہ میں استعمال ہونے والا روبوٹ بارن الو کے رویے سے مناسب طریقے سے میل کھاتا ہے۔ مزید برآں، موٹر آؤٹ پٹ اور آڈیٹری فیڈ بیک کے درمیان قریبی تعامل سیکھنے کے عمل میں اہم ثابت ہوا، جو سیکھنے کے بہت سے ماڈلز میں شامل فعال سینسنگ نظریات کی حمایت کرتا ہے۔ ان مطالعات میں نیورو روبوٹس کو سیکھنے کے لیے سادہ میز یا نمونوں کے ساتھ پیش کیا جاتا ہے۔ نیوروروبوٹ کو پیش کردہ کچھ مسائل میں علامتوں، رنگوں، یا دیگر نمونوں کی شناخت اور نمونوں کی بنیاد پر سادہ اعمال کو انجام دینا شامل ہے۔ بارن الو کے تخروپن کے معاملے میں، روبوٹ کو اپنے ماحول میں تشریف لانے کے لیے اپنے مقام اور سمت کا تعین کرنا پڑتا تھا۔ ایکشن سلیکشن اور ویلیو سسٹمز ایکشن سلیکشن اسٹڈیز کسی عمل اور اس کے نتائج کے منفی یا مثبت وزن سے متعلق ہیں۔ نیورو روبوٹس کو سادہ اخلاقی تعاملات کا مطالعہ کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، جیسے کہ کلاسیکی سوچ کا تجربہ جہاں لائف رافٹ سے زیادہ لوگ ہوتے ہیں، اور باقی کو بچانے کے لیے کسی کو کشتی چھوڑنی پڑتی ہے۔ تاہم، عمل کے انتخاب کے مطالعہ میں استعمال ہونے والے زیادہ نیوروروبوٹس مطالعہ میں خود کو محفوظ رکھنے یا روبوٹ کی آبادی کو برقرار رکھنے جیسے بہت آسان قائلیوں کا مقابلہ کرتے ہیں۔ یہ نیوروروبوٹس مثبت نتائج والے سرکٹس کی حوصلہ افزائی کے لیے سنپیپس کے نیورو ماڈیولیشن کے بعد بنائے جاتے ہیں۔ حیاتیاتی نظاموں میں، نیورو ٹرانسمیٹر جیسے ڈوپامائن یا ایسیٹیلکولین مثبت طور پر عصبی اشاروں کو تقویت دیتے ہیں جو فائدہ مند ہوتے ہیں۔ اس طرح کے تعامل کے ایک مطالعے میں روبوٹ ڈارون VII شامل تھا، جس نے موصل دھات کے بلاکس کو "کھانے" کے لیے بصری، صوتی، اور مصنوعی ذائقہ کے ان پٹ کا استعمال کیا۔ من مانی طور پر منتخب کیے گئے اچھے بلاکس پر دھاری دار نمونہ ہوتا تھا جبکہ خراب بلاکس پر گول شکل ہوتی تھی۔ ذائقہ کا احساس بلاکس کی چالکتا کے ذریعہ نقل کیا گیا تھا۔ روبوٹ کو اس کی چالکتا کی سطح کی بنیاد پر ذائقہ کے بارے میں مثبت اور منفی تاثرات ملے۔ محققین نے روبوٹ کا مشاہدہ یہ دیکھنے کے لیے کیا کہ اس نے اپنے پاس موجود ان پٹ کی بنیاد پر اپنے ایکشن سلیکشن کے طرز عمل کو کیسے سیکھا۔ دیگر مطالعات میں چھوٹے روبوٹس کے ریوڑ کا استعمال کیا گیا ہے جو کمرے میں پھیلی بیٹریوں کو کھاتے ہیں، اور اس کے نتائج کو دوسرے روبوٹس تک پہنچاتے ہیں۔ حسی ادراک نیورو روبوٹس کو حسی ادراک، خاص طور پر بصارت کا مطالعہ کرنے کے لیے بھی استعمال کیا گیا ہے۔ یہ بنیادی طور پر ایسے نظام ہیں جو آٹومیٹاس میں حسی راستوں کے عصبی نمونوں کو شامل کرنے کے نتیجے میں ہوتے ہیں۔ یہ نقطہ نظر رویے کے دوران پائے جانے والے حسی اشاروں کی نمائش کرتا ہے اور عصبی ماڈل کی مضبوطی کی ڈگری کی زیادہ حقیقت پسندانہ تشخیص کو بھی قابل بناتا ہے۔ یہ اچھی طرح سے جانا جاتا ہے کہ موٹر سرگرمی سے پیدا ہونے والے حسی اشاروں میں تبدیلیاں مفید ادراکی اشارے فراہم کرتی ہیں جو حیاتیات کے ذریعہ بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر، محققین نے بصری منظر کی مضبوط نمائندگی قائم کرنے کے لیے انسانی سر اور آنکھوں کی نقل کے دوران سامنے آنے والی گہرائی کی معلومات کا استعمال کیا ہے۔ حیاتیاتی روبوٹ سرکاری طور پر نیورو روبوٹ نہیں ہیں کیونکہ وہ اعصابی طور پر متاثر اے آئی سسٹم نہیں ہیں، بلکہ اصل نیوران ٹشو روبوٹ سے جڑے ہوئے ہیں۔ یہ دماغی نشوونما یا عصبی تعاملات کا مطالعہ کرنے کے لیے کلچرڈ نیورل نیٹ ورکس کے استعمال کو استعمال کرتا ہے۔ یہ عام طور پر ایک ملٹی الیکٹروڈ صف (ایم ای اے) پر اٹھائے گئے عصبی کلچر پر مشتمل ہوتے ہیں، جو اعصابی سرگرمی کو ریکارڈ کرنے اور ٹشو کو متحرک کرنے دونوں کی صلاحیت رکھتا ہے۔ بعض صورتوں میں، ایم ای اے ایک ایسے کمپیوٹر سے منسلک ہوتا ہے جو دماغ کے ٹشو کو ایک مصنوعی ماحول پیش کرتا ہے اور دماغ کی سرگرمی کو تخروپن میں اعمال میں تبدیل کرتا ہے، ساتھ ہی حسی فیڈ بیک فراہم کرتا ہے۔ عصبی سرگرمی کو ریکارڈ کرنے کی صلاحیت محققین کو دماغ میں ایک ونڈو فراہم کرتی ہے، جسے وہ اسی طرح کے متعدد مسائل کے بارے میں جاننے کے لیے استعمال کر سکتے ہیں جن کے لیے نیوروروبوٹس استعمال کیے جاتے ہیں۔ حیاتیاتی روبوٹس کے ساتھ تشویش کا ایک شعبہ اخلاقیات ہے۔ اس طرح کے تجربات کا علاج کیسے کیا جائے اس بارے میں بہت سے سوالات اٹھائے جاتے ہیں۔ مرکزی سوال شعور سے متعلق ہے اور آیا چوہے کا دماغ اس کا تجربہ کرتا ہے یا نہیں۔ شعور کی تعریف کرنے کے بارے میں بہت سے نظریات موجود ہیں۔ نیورو سائنس کے اثرات نیورو سائنسدانوں کو نیورو روبوٹکس سے فائدہ ہوتا ہے کیونکہ یہ ایک کنٹرول شدہ اور قابل جانچ ماحول میں دماغی افعال کے مختلف ممکنہ طریقوں کی جانچ کے لیے ایک خالی سلیٹ فراہم کرتا ہے۔ اگرچہ روبوٹ ان نظاموں کے زیادہ آسان ورژن ہیں جن کی وہ تقلید کرتے ہیں، لیکن وہ زیادہ مخصوص ہوتے ہیں، جس سے اس مسئلے کی زیادہ براہ راست جانچ کی اجازت ملتی ہے۔ انہیں ہر وقت قابل رسائی ہونے کا فائدہ بھی حاصل ہے، جبکہ دماغ کے بڑے حصوں کی نگرانی کرنا زیادہ مشکل ہے جب کہ انسان یا جانور فعال ہیں، خاص طور پر انفرادی نیوران۔ نیورو سائنس کی ترقی نے عصبی علاج تیار کیے ہیں۔ ان میں دواسازی اور اعصابی بحالی شامل ہیں۔ ترقی کا انحصار دماغ کی پیچیدہ تفہیم اور یہ کس طرح کام کرتا ہے اس پر ہوتا ہے۔ کرینیل سرجری سے وابستہ خطرے کی وجہ سے دماغ کا مطالعہ کرنا مشکل ہے، خاص طور پر انسانوں میں۔ نیورو روبوٹس ٹیسٹ اور تجربات کی حد کو بہتر بنا سکتے ہیں جو عصبی عمل کے مطالعہ میں انجام دیے جا سکتے ہیں۔ برین کمپیوٹر انٹرفیس تجربہ مشین نیورومورفک انجینئرنگ وائر ہیڈ (سائنس فکشن) حوالہ جات بیرونی روابط نیورو روبوٹکس آن اسکالرپیڈیا (جیف کرچمار (2008)، اسکالرپیڈیا، 3 (3): 1365) ایک لیب جو نارتھ ویسٹرن یونیورسٹی میں نیورو روبوٹکس پر مرکوز ہے۔ نیورو روبوٹکس میں محاذ۔ نیورو روبوٹکس: فریڈرک کپلان نیورو روبوٹکس لیب، کنٹرول سسٹمز لیب، این ٹی یو این آف ایتھنز (پروفیسر کوسٹاس جے کیریاکوپولوس) نیورو روبوٹکس ان دی ہیومن برین پروجیکٹ مصنوعی ذہانت نیورو سائنس روبوٹکس کی بین الضابطہ شاخیں