Monday, 19 Nov 2018

Creata una rete neurale a DNA che funziona come un’intelligenza Artificiale biologica

Il futuro dell’Intelligenza Artificiale potrebbe sembrare un po ‘meno  I, Robot  e un po’ più  Blade Runner .

I ricercatori del Caltech hanno costruito una rete neurale artificiale fatta esclusivamente da materia organica artificiale. Un giorno, una versione più avanzata della rete, potrebbe potenzialmente diagnosticare malattie, prendere decisioni e persino forgiare i propri ricordi. Per ora, è in grado di categorizzare i numeri scritti a mano, come mostrato in uno studio pubblicato sulla rivista  Nature .

Come tutte le reti neurali, imita i processi che avvengono naturalmente nel cervello umano

Gli esseri umani hanno oltre 80 miliardi di neuroni nel cervello, con cui prendono decisioni altamente sofisticate: animali più piccoli come i nematodi possono prendere decisioni più semplici usando solo poche centinaia di neuroni“, ha spiegato Lulu Qian, assistente professore di bioingegneria al Caltech.  dichiarazione .

In questo lavoro, abbiamo progettato e creato circuiti biochimici che funzionano come una piccola rete di neuroni per classificare informazioni molecolari sostanzialmente più complesse di quanto fosse possibile in precedenza.”

A differenza della stragrande maggioranza delle reti neurali, questa è stata sviluppata in una provetta ed stata realizzata con DNA sintetico. In sostanza si tratta di un brodo organico “intelligente“.

Perché il DNA? I singoli filamenti di DNA sono costituiti sempre dalle stesse quattro molecole (o nucleotidi) – A, T, C e G (Adenina, Timina, Citosina e Guanina). Ciò rende le loro reazioni estremamente facili da prevedere, indipendentemente dal fatto che si siano evolute in modo naturale o siano state costruite in un laboratorio. 

Per dimostrare che l’intelligenza artificiale può essere “programmata” in circuiti biomolecolari sintetici, il team ha sottoposto la rete neurale a DNA appena creata alla cosiddetta sfida della scrittura a mano, un test molto più difficile di quanto appaia perchè la scrittura umana presenta infinite variabili individuali.

Invece di usare “scrittura visiva“, il team ha usato una tecnica chiamata “scrittura a mano molecolare“. Ciò significa che la scrittura non ha la forma di un numero o di una lettera. Piuttosto, ogni singolo numero molecolare è composto da 20 filamenti di DNA unici, ciascuno selezionato da 100 molecole che rappresentano diversi pixel in qualsiasi modello 10-per-10, che sono stati mescolati insieme in una provetta. La rete neurale è stata in grado di identificare ogni numero molecolare come una delle cifre tra 1 e 9.

Il primo test cui è stata sottoposta La rete neurale a DNA sintetico, era un modello semplice che richiedeva solo di separare due cifre, 6 e 7: usando il cosiddetto approccio “il vincitore prende tutto” e un tipo di molecola di DNA soprannominato “the annihilator”, l’AI ha identificato correttamente tutti e 36 i numeri scritti a mano che le sono stati sottoposti.

“the annihilator agisce formando un complesso con una molecola di un concorrente e con una molecola di un altro concorrente e reagisce con esse  per formare specie inerti e non reattive”, ha spiegato il primo autore e dottorando Kevin Cherry

the annihilator elimina rapidamente tutte le molecole concorrenti fino a quando rimane una sola specie competitiva, il concorrente vincente viene quindi ripristinato ad alta concentrazione e produce un segnale fluorescente che indica la decisione della rete“. 

Successivamente, è stato provato un test più avanzato che richiede di mettere in ordine nove cifre comprese tra 1 e 9. Di nuovo, la rete neurale lo ha eseguito con successo.

Probabilmente passerà parecchio tempo prima che potremo vedere qualcosa che somiglia anche solo vagamente alle intelligenze artificiali visionarie di Blade Runner ma questo nuovo approccio potrebbe aprire la strada a un futuro in cui l’intelligenza artificiale sarà più organica che meccanica.

Sebbene gli scienziati abbiano appena iniziato a esplorare la creazione di intelligenza artificiale in macchine molecolari, il suo potenziale è già innegabile“, ha aggiunto Qian.

Nello stesso modo in cui i computer elettronici e gli smartphone hanno reso gli esseri umani più capaci di cento anni fa, le macchine molecolari artificiali potrebbero rendere tutte le cose fatte di molecole, per esempio vernici e bende, più capaci e più reattivi all’ambiente accrescendone l’efficacia e le funzionalità. È quanto scopriremo entro i prossimi cento anni“.

Questa scoperta potrebbe essere il prologo ad un modo completamente diverso di intendere l’intelligenza artificiale e potrebbe aprire la strada, in un futuro non vicinissimo, alla creazione di esseri viventi sintetici. Insomma, un futuro non di robot ma di androidi.

Blade Runner, appunto.

Fonti: Nature, iflscience

Share
Potresti trovare interessanti
Share
Share
%d blogger hanno fatto clic su Mi Piace per questo: