ОБЗОР НОВОСТЕЙ НЕЙРОТЕХНОЛОГИЙ 11.05.2020-17.05.2020

Создан 3D-атлас мышиного мозга в высоком разрешении

Исследователи Института Аллена по изучению мозга представили новые результаты проекта CCF, цель которого состоит в построении максимально полного трехмерного атласа мозга мыши. По мере того как нейробиологические наборы данных становятся все больше и сложнее, общая пространственная карта мозга становится все более важной, как и способность точно регистрировать множество различных видов данных в трехмерном пространстве для их сравнения и выявления корреляций.

Разрешение нового атласа - 10 микрометров

Предыдущие версии атласа представляли собой трехмерные карты с более низким разрешением, в отличие от представленной теперь модели. Новая модель мозга обладает таким высоким разрешением, что позволяет точно определять местоположение отдельных клеток. Чтобы сделать такую компьютерную симуляцию, исследователи разбили мозг на крошечные виртуальные 3D-блоки — вокселы, — и назначили каждому блоку уникальную координату. 

Данные, которые легли в основу трехмерной конструкции, были получены благодаря анализу общей анатомии головного мозга почти 1700 различных животных. Затем команда поместила каждый из вокселов в одну из сотен различных известных областей мозга мыши, тщательно проводя границы между различными областями. Исследователи заявили, что будущие версии атласа, скорее всего, будут созданы с помощью машинного обучения или других форм автоматизации обработки информации, а не трудоемкого ручного труда, который использовался на представленной стадии проекта.

Создан ИИ, способный плакать и передавать голосом глубокие эмоции

Британский стартап Sonantic, привлекший в апреле 2,3 млн евро, показал видео, в котором представлены возможности технологии искусственного интеллекта по имитации человеческих эмоций. Продукт Sonantic — программа для редактирования звуковой информации, включающая множество различных голосовых моделей, созданных на основе голосов живых актеров. 

Все голоса, которые можно услышать в этом демо-ролике, созданы ИИ.

Не удивительно, что стартап уже сотрудничает с рядом производителей игр, которым часто приходится записывать тысячи строчек диалогов. Использование аудиоредактора позволит разрабатывать игру быстрее, менять голос под различные игровые обстоятельства — к примеру, если персонаж говорит на бегу — и не терять «естественность», когда по сценарию требуется заплакать или закричать. 

Разработчики разбирают все тонкости голоса, нюансы дыхания, но не считают, что их технология полностью вытеснит актеров, скорее, она должна стать чем-то вроде компьютерной графики в области звука. Она позволит рассказать новые истории фантастическим образом. Голосовые помощники звучат нейтрально-вежливо — что неплохо для ассистента, но не для кино, игр или других повествовательных средств.

Напечатанная микроракета промчалась по кровеносному сосуду

Инженеры из Городского университета Гонконга напечатали микроракету с тремя соплами для увеличения эффективности движения на основе света. Для проверки работы в естественных условиях ученые запустили микророботов в модельные резиновые сосуды, наполненные глицерином и бычьей кровью, а также в ухо анестезированной мыши. Такая микроракета может разогнаться до 2,8 миллиметров и вращаться со скоростью 138 градусов в секунду.

Схема управления и отслеживания микроракеты

Кровь — вязкая и быстротекущая среда, что значительно осложняет работу микроробота внутри организма. Из существующих микророботов на различных движущих силах достаточной скорости достигли лишь микророботы на химическом движении, но токсичные реагенты не позволяют использовать это в кровеносных сосудах. Более высокой скоростью среди неразрушающих и нетоксичных методов обладают микророботы, двигающиеся за счет света.

Перемещение микроракеты

Основной принцип работы таких микророботов заключен в асимметрии их фигуры, из-за которой при облучении светом разные части микроробота нагреваются по-разному и тело перемещается из горячей зоны в более холодную. Передвижение микроракеты осуществляется за счет фототермального механизма: под пучком лазерного излучения слой золота генерирует тепло. В основании микроракеты больше золота, соответственно температура основания будет больше температуры вершины,из-за чего и возникает эффект термофореза.

Нейросеть предсказала точку падения мяча в настольном теннисе еще до удара ракеткой

Японские программисты из Токийского технологического института научили нейросеть в реальном времени предсказывать место падения мяча в настольном теннисе по положению тела игрока, в том числе еще до того, как ракетка коснулась мяча. Эксперименты с профессиональными игроками и любителями показали, что предсказанная точка падения в 75 % случаев корректно укладывается в диаметр мяча, рассказывают авторы статьи, представленной на конференции CHI 2020.

В основе алгоритма лежат две нейросети с разными задачами и архитектурой. Сначала данные с веб-камеры, установленной сверху со стороны принимающего игрока попадают на сверточную нейросеть ResNet50, которая размечает на каждом кадре положение основных сегментов тела подающего игрока. Затем десять последних кадров с размеченными положениями тела подаются на нейросеть с долгой краткосрочной памятью (LSTM), которая отвечает за расчет места падения мяча.

После обучения алгоритма разработчики проверили его на успешных подачах восьми человек, из которых четверо были часто играющими игроками, а еще четверо были любителями. Результаты показали, что предсказания алгоритма корректно укладываются в круг с диаметром четыре сантиметра (размер мяча) в 81,25 процента случаев при подаче профессионала и в 68,75 процента при подаче любителя (в среднем 75 процентов).

Слепые люди могут «видеть» буквы, проецирующиеся прямо на их мозг

Новый подход, описанный исследователями из Медицинского колледжа Бейлора в Хьюстоне, передает последовательность электрических сигналов в мозг, создавая светящиеся контуры, повторяющие формы букв. Крошечные импульсы электричества, посылаемые к зрительной коре - нервной ткани в задней части мозга, могут заставить человека «видеть» небольшие вспышки света, называемые фосфенами. 

Активация нейронов происходит последовательно, и мозг распознает форму

Предыдущие попытки восстановить зрение включали одновременное создание нескольких фосфенов. Но эти сигналы было трудно интерпретировать. Более четкий сигнал исходит от использования электричества в качестве стилуса, по существу, проводящего линии на зрительную кору электрическим током. В тестах с шестью добровольцами, у которых в мозг были имплантированы сетки электродов, исследователи активировали электроды в последовательности, которая воссоздавала линии букв алфавита. 

Процесс подобен тому, как кто-то пишет букву N на ладони, делая восходящую линию, затем нисходящую и снова поднимающуюся вверх. После того, как электроды в мозге незрячего человека «напишут» форму букв, он рисует соответствующую форму, которую воспринимает. Двое участников были слепы; у четырех зрячих участников были имплантированы электрические сетки в мозг как часть лечения эпилепсии. Один слепой участник смог распознать 86 форм букв в минуту, благодаря новой технике.