Met een klein neuraal netwerkje krijgt een robot hetzelfde soort richtingsgevoel als een mens. Singaporese onderzoekers hopen met hun vondst meer begrip te krijgen van het menselijk plaatsgevoel én een alternatief voor GPS te bieden.

Dat mensen de weg kunnen vinden, is eigenlijk bijzonder. Vanaf straatniveau weten de meeste mensen wel ongeveer hoe ze ergens anders moeten komen, maar voor computerprogramma's is het zonder bird's eye-beeld van de omgeving haast onmogelijk om een beeld te krijgen van de omgeving.

Wetenschappers van de Agency for Science, Technology And Research (A*STAR), een onderzoekscentrum in Singapore, besloten daarom de menselijke hersenstructuur na te bootsen voor navigatie. In het robotbrein bestaat richtingsgevoel uit twee aspecten: een 'grid'-neuron, dat een plattegrond opbouwt aan de hand van het zicht, en een 'plaats'-neuron dat de huidige plek in dat grid bepaalt. Beide functies van neuronen komen ook in het menselijk brein voor. Samen vormen ze een neuraal netwerk, een structuur die kunstmatige intelligentie-onderzoekers al vaker gebruikten om de hersenen na te bootsen.

Kantoor

Het kunstmatige brein werd in een klein robotje gezet, dat vervolgens een kantoorruimte van 35 m2 mocht doorkruisen. Uit de metingen van de onderzoekers bleek dat de neuronen in de robot op eenzelfde manier werken als bij mensen; de plaatsneuronen geven een signaal als een robot op een plek terugkomt, en de gridneuronen zorgen ervoor dat de robot min of meer weet waar obstakels staan en waar bepaalde plekken in het kantoor liggen.

Het neurale netwerk is de meest basale versie van een mensenbrein en de onderzoekers geven meteen toe dat het geen échte simulatie van de hersenen is. Zo komt er meer kijken bij menselijk richtingsgevoel dan alleen de omgeving en de plek. Toch denken ze met hun model hersenonderzoekers te kunnen helpen; het neurale netwerk van een robot is immers constant en nauwkeurig te meten, waardoor een beter begrip van richtingsgevoel kan ontstaan.

Hoewel het robotbrein op dit moment niet kan opboksen tegen GPS-navigatie, kan een zelfdenkende robot misschien uitkomst bieden in gebouwen. Daar werkt GPS slecht, waardoor een richtingsgevoel geen overbodige luxe is. Als autonome robots straks onderdeel worden van het kantoorleven, moeten ze immers wel de weg weten.

Image credit: John F. Williams