Se kunstig hjerne lære robot at bevæge sig
Gennem en kunstig hjerne vil forskere fra DTU lære robotter at bevæge sig som mennesker, hvilket på sigt skal skabe bedre proteser. De er en del af det omstridte Human Brain Project, men møder ros fra flere forskere.
The Human Brain Project DTU robotteknologi elektro robot proteser kunstig hjerne

DTU-professor Henrik Hautop Lund står i spidsen for Danmarks bidrag til et kæmpe EU-projekt om at kortlægge den menneskelige hjerne. Han og en håndfuld DTU-forskere skal udvikle hjernesmulationer og teste dem på robotter. (Foto: Henrik Hautop Lund, DTU Elektro)

På et bord står en computer, en chip, en radiotransmitter og to robotdele, der minder om menneskelige lægge.

Det er svært at forestille sig, at de komponenter tilsammen udgør en kunstig hjerne, men sådan er det nu alligevel.

»Vi vil lave en model af hjernen og programmere den ned i nogle elektroniske chips, som skal sidde i robotdele og styre dem. Vi skal simpelthen kopiere simulerede neuroner, dvs. nerveceller, der sender signaler til hjernen, ned på en chip,« siger Henrik Hautop Lund, der er professor på Institut for Elektroteknologi på Danmarks Tekniske Universitet (DTU).

Han og en håndfuld andre forskere fra DTU arbejder med robotteknologi og modeller af hjernen, der i fremtiden blandt andet skal bidrage til bedre proteser med mere menneskelige bevægelser.

De er en del af det meget omstridte Human Brain Project, hvor 24 EU-lande arbejder sammen om at kortlægge den menneskelige hjerne. Det vender vi tilbage til.

I videoen herunder kan du se, hvordan en hjernesimulation får robotdele til at bevæge sig.

Se her, hvordan DTU-forsker Ismael Baira Ojeda ved hjælp af en computer, en chip og en radiotransmitter, får robotdele til at bevæge sig. (Video: Kristian Højgaard Nielsen og Ida Eriksen/Videnskab.dk)

Kunstig hjerne skal give bedre proteser og robotter

De omkring 100 forskningsgrupper, der er med i The Human Brain Project, arbejder på forskellige niveauer af hjerneforskningen.

»Vores del handler om robotteknologi, det vil sige at lave modeller af hjernen, som vi sætter ind i en simulation af en fysisk krop. Vi skal ikke alene skabe en komplet kunstig hjerne, men arbejder med samspillet mellem nervesignaler og bevægelse,« forklarer Henrik Hautop Lund, der er leder af det danske bidrag til projektet.

DTU-forskerne skaber kunstige hjerner på en supercomputer, der via en chip og radiosignaler får robotdele til at bevæge sig.

Sådan laver de en kunstig hjerne

Den kunstige hjerne bliver lavet på en supercomputer, hvor programmering og kodninger bliver overført til en chip gennem et kabel.

Chippen sender signaler til en radiotransmitter, der sender dem videre til en robotdel.

Når radiosignalet rammer robotdelen, bevæger denne sig, sådan som programmeringen og koderne fortæller den.

Kilde: Ismael Baira Ojeda​

Dette samspil skal i fremtiden skabe mere fleksible proteser, der i højere grad har menneskelige bevægelser, forklarer Henrik Hautop Lund.

»Vi kan på sigt skabe robotter, som er mere bløde, eftergivende og bedre kan tilpasse sig nye omgivelser. Det vil være godt nyt for folk med proteser, fordi deres bevægelser i højere grad vil ligne menneskers,« siger han.

Samtidig forestiller Henrik Hautop Lund sig, at vi i fremtiden vil kunne få glæde af husholdningsrobotter, der bedre kan tilpasse sig forskellige hjem og behov.

»Det nytter ikke noget, at en robot har stive og hakkede bevægelser, hvis den skal indgå i et hjem, sammen med en familie. Den skal kunne fornemme, hvornår den er i vejen og flytte sig stille og roligt,« siger han.

Hjernemodeller kan reparere taleskader

Den kunstige hjerne kan også hjælpe med at behandle forskellige hjerneskader i fremtiden, forklarer Ismael Baira Ojeda, der er Henrik Hautop Lunds forskningsassistent og softwareprogrammør på projektet.

»Vi kan i vores hjernemodeller simulere læsioner, så der opstår blodpropper eller blødninger og derigennem lære mere om den menneskelige hjerne, og hvordan vi behandler skader på den,« siger han.

Den simulerede hjerne sidder i en chip, der er udviklet af forskere fra University of Manchester, som også deltager i The Human Brain Project. Og denne chip kan eksempelvis bruges til at gendanne tabte funktioner i rigtige hjerner.

»Hvis en person har haft en blodprop, og en del af hjernen ikke fungerer, kan vi muligvis finde en måde at guide hjernen til at gendanne sin tabte funktion. Chippen kan eksempelvis skabe nye forbindelser mellem områder, der ikke er påvirkede af blodproppen,« forklarer Ismael Baira Ojeda.

The Human Brain Project DTU robotteknologi elektro robot proteser kunstig hjerne

I fremtiden vil vi se proteser og robotter med mere bløde og menneskelige bevægelser, mener Henrik Hautop Lund. (Foto: Shutterstock)

Et omdiskuteret projekt

The Human Brain Project, der har til formål at kortlægge den menneskelige hjerne, løber over 10 år og er støttet med 1 milliard Euro, svarende til cirka 7,5 milliarder danske kroner, fra EU, private fonde og universiteter.

Projektet er meget omdiskuteret, og Videnskab.dk skrev i 2014 en artikel om kritikken fra de mange forskere, der dømte projektet til fiasko. De mente ikke, at der blev taget højde for kognition og bevidsthed, altså hvordan vi forstår og bearbejder de indtryk, vi får i hjernen.

Blandt kritikkerne var professorerne og hjerneforskerne Albert Gjedde og Jesper Mogensen fra Københavns Universitet.

Selvom projektet har forsøgt at imødekomme noget af kritikken fra 2014, mener begge forskere fortsat, at det som helhed mangler at tage højde for de kognitive dele af hjerneforskningen.

»Jeg kan ikke se, at man har fået skovlen under problemstillingen. Det er nemt at sige, at man vil lave en kortlægning af den menneskelige hjerne, men hvordan gør man det, når man kun vil se på kemiske forbindelser og ikke medregner bevidsthed og kognition?« spørger Albert Gjedde.

»Man kan godt lave et projekt, der er helt fokuseret på kemi, men når projektet ønsker en forståelse for, hvordan hjernen fungerer, bliver det naivt. Du kan ikke adskille de anatomiske forbindelser fra deres anvendelse, det vil sige kognition og opfattelse,« tilføjer Jesper Mogensen.

I videoen her kan du få mere viden om The Human Brain Project.

Da The Human Brain Project begyndte, var der både begejstring og kritik. (Video: Videnskab.dk)

Ros til DTU’s bidrag

Dog mener begge hjerneforskere, at DTU's bidrag til projektet sagtens kan være solid og brugbar forskning.

De har ikke nærstuderet forskningen, men mener, at robotteknologien er meget vigtig og anvendelig.

»Forskningen på DTU er meget spændende. Den har også klinisk anvendelse, da de med deres hjernemodel og robotstyring i princippet muliggør proteser, der styres af tanker, og som ligner menneskers i højere grad,« siger Jesper Mogensen.

For Henrik Hautop Lund giver den kemiske og neurologiske tilgang til hjerneforskningen god mening.

»Neurorobotics-delen af The Human Brain Project giver meget stor mening for os forskere på DTU og for robotforskningen. Andre må tage stilling til alle de andre dele af projektet og de store linjer,« siger han.

Som at sende en mand til Månen

Hjernen er en kompliceret størrelse, og meget er endnu ukendt om dens funktioner, forklarer Ismael Baira Ojeda.

»At kortlægge hjernen bliver en af de største udfordringer, vi får i dette århundrede. Vi forstår stadig ikke, hvordan flere dele af vores hjerne fungerer. Det er stadig lidt ligesom en sort boks for os,« siger han.

»The Human Brain Project er et 10-årigt projekt. At forstå den menneskelige hjerne svarer lidt til at sende en mand på Månen. Vi har været i gang med forberedelser til projektet i omkring to år, men vi går først rigtig i gang nu,« tilføjer Henrik Hautop Lund.

The Human Brain Project forventes af være afsluttet i 2026, men resultaterne vil løbende publiceres i videnskabelige tidsskrifter.