Menschliche Gehirnzellen lernen Doom zu spielen im Cortical Labs Experiment

Die „Kann es Doom ausführen?"-Herausforderung hat gerade ihre nächste Grenze überschritten.

Das in Melbourne, Australien, ansässige Startup Cortical Labs hat erfolgreich Cluster lebender menschlicher Gehirnzellen trainiert, um das klassische Videospiel von 1993 zu navigieren.

In einem letzte Woche auf YouTube veröffentlichten Video verbanden Forscher lebende menschliche Neuronen mit Software, die Gameplay in elektrische Signale umwandelt und neuronale Aktivität in Steuerungen im Spiel übersetzt, wodurch die Zellen sich bewegen, auf Feinde reagieren und Waffen abfeuern können.

„2021 haben wir Pong mit den Neuronen zum Laufen gebracht. Das war sozusagen ein erster Test, um zu sehen, ob wir ein cooles Spiel haben können, das die Leute anspricht. Aber die häufigste Reaktion, die wir bekamen, war: Kann es Doom ausführen?", sagte Alon Loeffler, Anwendungswissenschaftler bei Cortical Labs, gegenüber Decrypt.

Im CL1-Gerät des Unternehmens befinden sich etwa 200.000 lebende menschliche Neuronen, die auf einem Multielektroden-Array kultiviert werden, wodurch Forscher die Zellen elektrisch stimulieren und ihre Reaktionen in Echtzeit interpretieren können.

Kann es Doom ausführen?

Seit Jahrzehnten dient Doom als inoffizieller Benchmark für Ingenieure, die neue Systeme testen.

Seit der in Texas ansässige Videospiel-Entwickler id Software den Quellcode des Spiels 1997 öffentlich veröffentlicht hat, haben Entwickler es auf eine Vielzahl unerwarteter Plattformen portiert.

Der Shooter ist auf unerwarteten Plattformen erschienen, darunter Darmbakterien und Schwangerschaftstests, auf Blockchain-Netzwerken, in PDFs, Roboter-Rasenmähern und CAPTCHA-Herausforderungen, bei denen Spieler Dämonen besiegen müssen, um zu beweisen, dass sie Menschen sind.

Loeffler sagte, das Team verließ sich zunächst auf improvisierten Low-Level-Computing-Code, um die Systeme funktionsfähig zu machen, entschied sich aber schließlich, eine Plattform von Grund auf zu entwickeln, die es Forschern ermöglicht, mit Neuronen über High-Level-Steuerungen mit einfachen Python-Befehlen zu interagieren.

Sobald Cortical Labs die Plattform gebaut hatte, beschleunigte sich die Entwicklung.

„Es dauerte für den Mitarbeiter Sean, der Doom programmiert hat, nur ein paar Tage statt 18 Monate, den Code für uns zu schreiben", sagte Loeffler.

Neuronen das Spielen beibringen

Die Neuronen lernen durch Rückkopplungssignale und erhalten kleine Belohnungen, wenn sie richtig auf einen Feind zielen, und größere Belohnungen, wenn sie erfolgreich schießen und ein Ziel eliminieren, wodurch die mit diesen Signalen verbundenen Verhaltensweisen im Laufe der Zeit verstärkt werden.

Die Forscher von Cortical Labs nutzten dann künstliche Intelligenz, um zu verfeinern, wie Spielinformationen in elektrische Signale kodiert werden, die an die Neuronen gesendet werden.

„Die Zellen lernen tatsächlich die Eingabe", sagte Loeffler. „Aber dann versucht die KI, diese Eingabe zu verbessern, um zu versuchen, die Zellen dazu zu bringen, das zu tun, was wir von ihnen wollen."

Während die Zellen beim Spielen von Doom stetige Verbesserungen zeigten, betonte Loeffler, dass die Neuronen auf Eingaben reagierten, anstatt das Spiel wirklich zu verstehen.

„Das System weiß eigentlich nicht, dass es Doom spielt", sagte er. „Es empfängt elektrische Signale und gibt dann Antworten aus."

Loeffler sagte, die Arbeit mit lebenden Neuronen erfordert einen anderen Ansatz als traditionelle Programmierung.

„Es ist ein völlig anderer Mentalitätswechsel", sagte Loeffler. „Man kann nicht einfach diese normale Art von Computersystem haben, das man programmiert. Es muss mit einer völlig neuen Einstellung und einer völlig neuen Betrachtungsweise gemacht werden."

Gaming, sagte er, dient als öffentlich sichtbare Demonstration, während Forscher praktische Anwendungen erforschen.

Trotz der Verwendung menschlicher Neuronen sagte Loeffler, dass das System der menschlichen Kognition nicht ähnelt.

„Nur weil es menschliche Zellen sind, bedeutet das nicht, dass es ein Mensch auf dieser Schale ist", sagte er. „Es gibt keine Schmerzrezeptoren. Es gibt keine Strukturen, die eine höhere Funktionalität ermöglichen könnten."

Trotzdem sehen Forscher, sagte er, Anzeichen für neuronale Anpassungsfähigkeit außerhalb des Gehirns.

„Wir sehen immer noch Anpassungsfähigkeit an die Umgebung. Wir sehen immer noch Lernen", sagte Loeffler. „Was Ihnen die Art der inhärenten Fähigkeiten von Neuronen zur Anpassung zeigt."