Se trata del desarrollo, por parte del Centro ANID Ciencia & Vida, de un dispositivo utilizado para comprender el funcionamiento de la retina, además del envío de señales entre el ojo y el cerebro.
Un robot con forma de araña, que integra en su hardware una computadora de última generación, cámaras de video para la captura de imágenes y chips capaces de replicar los sistemas biológicos de los seres humanos, es utilizado por científicos chilenos con el objetivo de comprender los complejos mecanismos de la retina. El dispositivo es un proyecto del Centro ANID Ciencia & Vida, impulsado por su Unidad de Robótica y su Laboratorio de Biología Computacional.
La iniciativa llega a su tercera generación luego de dos prototipos, todos estos desarrollados por un equipo conformado por el ingeniero Leonardo Campos y el neurocientífico computacional Dr. César Ravello. Su origen se encuentra en el desafío de contar con un hardware que permita probar en contextos físicos modelos computacionales basados en los circuitos de la retina.
La evolución del robot radica en la instalación de los denominados chips neuromórficos, cuya principal ventaja es conferir al dispositivo una forma más precisa de computar la información, similar al de un sistema biológico humano. El desarrollo de nuevas versiones aspira a replicar la complejidad de los circuitos que componen el aparato visual, tanto de animales como de seres humanos.
“Estos chips neuromórficos se asemejan a cómo un sistema biológico procesa la información. En su hardware sería una especie de neurona fabricada de silicio y que tiene el mismo modelo matemático de una neurona real, es decir, copiando su funcionamiento lógico. Son chips diseñados para ejecutar los circuitos de la retina en tiempo real, sin necesidad de tener que hacer proyecciones o simulaciones”, explica Campos.
La última entrega del robot tiene dimensiones similares a las de un artefacto de uso doméstico: 30 centímetros de largo por 30 de ancho y 20 de profundidad cuando está apagado, y 40x40x20 al levantarse. Al disponer de “patas”, el dispositivo tiene la capacidad de moverse en ambientes más complejos, por ejemplo, en una superficie terrestre irregular, con piedras o baches.
La línea de investigación que apoya el “robot araña” abarca disciplinas como la neurociencia computacional y la inteligencia artificial, en particular el deep learning o aprendizaje profundo para, de esta manera, comprender cómo las neuronas a partir de sus conexiones y las redes que forman en el cerebro, dan origen al cómputo, es decir, a las distintas capacidades de procesamiento de datos.
“Específicamente, nosotros nos enfocamos en el procesamiento sensorial. En base al conocimiento biológico, creamos modelos de cómo estarían funcionando las distintas partes del cerebro de un animal, relacionada con el procesamiento de señales, sobre todo visuales. Luego armamos estos modelos en el computador y el siguiente paso es ver qué capacidades surgen a partir de estas redes neuronales”, complementa el Dr. Ravello.
El campo de estudio que dirige este neurocientífico es la retina y su rol en la transformación de la luz en imágenes en el cerebro. Las exploraciones son parte de un desafío científico-tecnológico que aspira a diseñar modelos de aprendizaje profundo para describir cómo las neuronas emiten estas señales desde los ojos al cerebro y, además, comprender procesos que ocurren entre ambas regiones por medio de simulaciones computacionales.
Proyectos como el de la comprensión de la retina, demuestran que la unidad de robótica juega un papel fundamental en proveer elementos tecnológicos para avanzar en estudios científicos en diversos laboratorios del centro basal Ciencia & Vida.
Fuente: Ciencia & Vida