Surgiu um exemplo onde a inteligência artificial (IA) foi introduzida no “Simulador de Paris” e feita para se mover precisamente como uma mosca real. Os pesquisadores disseram que planejam construir ratos virtuais e peixes-zebra a seguir.
O Janelia Research Campus e o Google DeepMind aplicaram inteligência artificial a um modelo virtual de uma mosca da fruta para criar a mosca virtual mais avançada e realista de todos os tempos, informou o meio de comunicação científico Phys.org.
Assim, os pesquisadores construíram um simulador físico baseado no conhecimento anatômico do esqueleto externo da mosca e aplicaram um modelo que aprendeu o comportamento real da mosca. Como resultado, a mosca virtual não só foi capaz de voar trajetórias complexas, mas também de controlar e coordenar seu voo usando os olhos.
“Pegamos dados reais de moscas, como a forma como uma mosca real voa e anda, e treinamos um modelo para imitar esses movimentos, e então controlamos a mosca e dizemos-lhe para se mover”, disse Wassenberg Roman Janelia, pesquisador de aprendizado de máquina que liderou o projeto. “É como o cérebro de uma mosca”, explicou ele.
A equipe de Janelia e os cientistas da DeepMind decidiram criar uma simulação realista da mosca, melhorando a anatomia, a biomecânica, a física e o comportamento do modelo da mosca.
“Embora seja amplamente reconhecido que a compreensão da função cerebral depende da compreensão do corpo e das suas interações com outros objetos físicos, este nível de simulação raramente é alcançado na investigação em neurociência computacional”, disse Matthew Botvinick, diretor sénior de investigação da DeepMind.
Primeiro, os pesquisadores criaram imagens de diferentes partes de uma mosca-das-frutas adulta sob um microscópio e construíram um modelo externo anatomicamente preciso do corpo da mosca usando um software.
A DeepMind então alimentou esse modelo virtual em um simulador de física de código aberto (MuJoCo) projetado especificamente para robótica e biomecânica. Eles também anunciaram grandes atualizações no simulador, incluindo um atuador adesivo que simula a força gerada quando o pé de um inseto agarra uma superfície.
Projetamos um novo modelo de força fluida que leva em consideração as forças que agem instantaneamente quando se movem pelo ar. A explicação é que a modelagem foi muito difícil porque a força atuante no momento era muito pequena.
Em seguida, uma rede neural artificial foi construída e o comportamento real da mosca foi aprendido usando informações de vídeo gravadas por um especialista em comportamento de mosca.
Ele disse que a alta velocidade do simulador lhe permitiu mover a mosca de maneira realista. “O objetivo era aumentar o nível de realismo. Focamos em dois aspectos: detalhes anatômicos e captura de movimento”, explicaram os pesquisadores.
Esses modelos podem ajudar os cientistas a compreender como o sistema nervoso, o corpo e o ambiente funcionam para controlar o comportamento. Os pesquisadores examinam animais reais em laboratório há décadas, mas há limitações na compreensão deles por meio de modelos virtuais realistas.
“A simulação corporal permite-nos compreender a física de como os comandos do sistema nervoso são traduzidos em comportamento e como o corpo interage com o mundo. Tudo isto é conseguido através desta simulação física”, disse Srinivas Torja, cientista-chefe da Janelia. “Está codificado no modelo”, disse ele.
Além disso, como próximo projeto, planejamos construir um modelo de mosca com detalhes anatômicos atualizados, como músculos e tendões.
Também planejamos construir modelos em ratos e peixes-zebra, amplamente estudados por neurocientistas.
O modelo usado neste projeto foi lançado como código aberto. O plano visa ajudar outros pesquisadores a construir modelos animais realistas.
Repórter Lim Da Jun ydj@aitimes.com
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