Comment l'IA de Google DeepMind déverrouille les secrets des vrais cerveaux!

La Fusion Révolutionnaire de la Neuroscience et de l'Intelligence Artificielle: Un Cerveau Virtuel pour un Rat Virtuel

• Dans cette vidéo, nous allons parler d'une des avancées les plus incroyables à l'intersection de la neuroscience et de l'intelligence artificielle. Des chercheurs de l'Université Harvard et de Google Deep Mind ont réalisé quelque chose de vraiment stupéfiant : ils ont créé un cerveau artificiel pour un rat virtuel qui peut contrôler les mouvements du rat dans une simulation de physique ultra réaliste.

• Ce travail révolutionnaire, publié dans le prestigieux journal Nature, ouvre de nouvelles perspectives pour comprendre comment fonctionnent les vrais cerveaux et comment ils contrôlent des comportements complexes. Cela pourrait également conduire à des robots plus avancés et adaptables à l'avenir.

• La tâche monumentale de ce projet a été de construire un modèle biomécanique précis du corps d'un rat dans un simulateur de physique sophistiqué appelé muj Joko. Ce rat virtuel devait obéir aux lois de la physique, avec des éléments tels que la gravité, la friction et la mécanique musculo-squelettique d'un vrai corps de rongeur entrant en jeu.

• Les chercheurs se sont appuyés sur un vaste ensemble de données de haute résolution enregistrées à partir de vrais rats se livrant à toutes sortes de comportements et mouvements naturels. Cela leur a fourni une source d'information incroyablement riche pour construire et valider leur modèle de rat virtuel.

• Une fois le corps de rat anatomiquement précis créé, l'équipe a dû concevoir un réseau neuronal artificiel capable d'apprendre à contrôler la biomécanique de ce corps virtuel et de reproduire la diversité des mouvements observés dans les données biologiques. C'est ici que l'expertise de Google Deep Mind en matière d'apprentissage automatique a joué un rôle majeur.

La Fusion Révolutionnaire de la Neuroscience et de l'Intelligence Artificielle: Un Cerveau Virtuel pour un Rat Virtuel

Le cerveau virtuel du rat : une nouvelle ère pour l'étude du contrôle moteur

• L'utilisation d'un cerveau virtuel de rat pour contrôler avec succès un modèle biomécanique a ouvert de nouvelles perspectives passionnantes dans le domaine de la recherche. Les chercheurs ont pu sonder les activations et la dynamique au sein du réseau neuronal pour comprendre comment les vrais cerveaux de rats pourraient contrôler le mouvement.

• Ce qui est encore plus fascinant, c'est la découverte que les modèles d'activité neuronale dans le cerveau virtuel correspondent de manière incroyablement précise aux enregistrements neuronaux provenant du cortex moteur et d'autres régions cérébrales chez les rats en mouvement. Cela suggère que l'algorithme d'apprentissage profond a découvert des modèles internes et des principes de contrôle moteur similaires à ceux utilisés par les cerveaux biologiques.

• Une des propriétés clés que le cerveau virtuel présentait était la capacité de passer spontanément entre différents régimes opérationnels en fonction du contexte, reflétant étroitement comment les dynamiques cérébrales du rongeur passent entre des schémas distincts pour différents comportements tels que le toilettage, la course ou le redressement.

• Les chercheurs ont également analysé comment le réseau traitait la redondance, puisqu'il existe généralement plusieurs façons d'atteindre une trajectoire de mouvement donnée. Comment choisissait-il la solution optimale ? Le cerveau virtuel semblait mettre en œuvre une stratégie d'intervention minimale pour apporter uniquement les corrections nécessaires, évitant ainsi toute dépense inutile d'énergie ou de forces.

• Tout en explorant encore davantage, il est clair que ce cerveau virtuel de rat a ouvert un nouveau paradigme pour l'étude du contrôle moteur et de la fonction cérébrale plus large qui était simplement inabordable auparavant. Plutôt que de se limiter à simplement enregistrer les signaux neuronaux pendant le comportement, les neuroscientifiques peuvent maintenant sonder et perturber un modèle accessible de l'ensemble du cerveau dans un environnement de boucle de contrôle simulation.

Le cerveau virtuel du rat : une nouvelle ère pour l'étude du contrôle moteur

Exploration des Connexions Neuronales et des Avancées en Robotique et Fusion Nucléaire

• L'étude des connexions neuronales et des modèles de cerveau virtuel offre un aperçu fascinant des mécanismes neurologiques sous-jacents à nos actions et processus cognitifs. Grâce à des expériences parfaitement contrôlées, il devient possible de manipuler causalement ces réseaux virtuels, ouvrant ainsi la voie à une meilleure compréhension des troubles cérébraux et des thérapies potentielles.

• Parallèlement, ces avancées ne se limitent pas au domaine neuroscientifique. En effet, la robotique pourrait être révolutionnée en tirant parti des principes de l'intelligence biologique émergente. En étudiant comment le cerveau virtuel d'un rat coordonne sa biomécanique, les chercheurs pourraient développer des robots capables d'adapter dynamiquement leurs stratégies de contrôle, d'optimiser leurs mouvements et de maintenir leur efficacité même en cas de défaillance.

• Enfin, abordons le sujet brûlant de la fusion nucléaire. Si cela peut sembler éloigné des neurosciences, les liens entre ces domaines sont plus profonds qu'il n'y paraît. Les chercheurs de Google DeepMind ont développé TX, un simulateur de transport de cœur de réacteur à fusion nucléaire. Grâce à des outils avancés de machine learning, ce simulateur peut modéliser de manière précise et complexe le comportement des particules, de la chaleur et des courants électriques à l'intérieur du réacteur.

• En somme, de la neuroscience à la robotique en passant par la fusion nucléaire, ces avancées scientifiques ouvrent des perspectives nouvelles et passionnantes. Elles démontrent comment des technologies innovantes et des approches interdisciplinaires peuvent transformer notre compréhension du monde qui nous entoure et ouvrir la voie à des avancées révolutionnaires.

Exploration des Connexions Neuronales et des Avancées en Robotique et Fusion Nucléaire

La Révolution de la Modélisation Virtuelle et de l'IA dans les Sciences Complexes

• L'innovation clé dans le domaine de la physique des plasmas magnétohydrodynamiques, tout comme le travail sur le cerveau virtuel du rat, réside dans la capacité à intégrer étroitement des techniques puissantes d'apprentissage automatique pour résoudre des défis de modélisation physique incroyablement complexes à dimensions élevées.

• Par exemple, Torax se distingue par son intégration étroite avec des techniques puissantes d'apprentissage automatique pour surmonter ces défis. Torax utilise Jacks pour permettre une compilation juste à temps, assurant des temps de calcul ultra-rapides, ainsi qu'une différenciation automatique pour calculer les gradients de l'ensemble du pipeline de simulation des plasmas.

• Cela permet d'utiliser des méthodes d'optimisation basées sur les gradients pour calibrer les paramètres et coupler des modèles de substitution d'apprentissage automatique basés sur les données, tels que des réseaux neuronaux entraînés sur des simulations de turbulence gyrocinétique, dans les calculs physiques de base.

La Révolution de la Modélisation Virtuelle et de l'IA dans les Sciences Complexes

Conclusion:

De la neuroscience à la robotique en passant par la fusion nucléaire, les avancées dans la modélisation virtuelle et l'IA révolutionnent nos connaissances et ouvrent la voie à des innovations majeures.

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