為探索大腦如何控制運動的奧秘，美國哈佛大學與穀歌深度思維實驗室的科學家合作，創造出一個“虛擬大鼠”——生物力學上逼真的大鼠數字模型。這個“大鼠”有一個人造大腦，可像真正的齧齒動物一樣四處走動。該成果代表了一種人類研究大腦如何運作的新方法。相關論文發表在最新一期《自然》雜誌上。
　　
人類和動物的運動極為敏捷，堪稱進化上的奇跡，至今還沒有機器人能夠深度模仿。科學家認為，人類通過大腦來指導運動。例如，當人伸手去拿一杯咖啡時，大腦會迅速計算出其手臂應該遵循的軌跡，並將其轉化為運動命令。

此次，團隊成員密切合作，利用來自真實大鼠的高解析度數據訓練了一個人工神經網路，作為虛擬大鼠的“大腦”，用這個“大腦”在一個名為MuJoco的物理模擬器中控制虛擬身體。網路被輸入所需運動的參考軌跡，並學習產生力，最終訓練人工神經網路實現了所謂的逆動力學模型。這使得“虛擬大鼠”能夠模仿各種各樣的行為，即使是那些沒有經過明確訓練的行為。
　　
虛擬控制網路可以準確地預測與真實大鼠大腦中相同的神經活動，再結合深度強化學習以及自由行為動物的3D運動跟蹤，實現了這一模擬。
　　
這一模擬研究可能開啟一個尚未開發的虛擬神經科學領域。在這個領域中，AI模擬的動物經過訓練後表現得像真實動物一樣，為研究神經回路提供了方便且完全透明的模型，甚至可推演這些回路在疾病中是如何受到損害的。模擬平臺也能作為一個例子，幫助人們設計更好的機器人控制系統。

來源：科技日報