魚を拡張現実を生成するタンクに入れてみたらそれを本物の現実と区別できた

ニュージャージー工科大学の研究者たちが、グリーングラス(glass knifefish)の“姿勢維持”機能を調べているとき、動物の電気的感知器官をリアルタイムで騙(だま)すための拡張現実を作った。その魚はさまざまな穴を自分の家にして身を隠す習性があるが、研究者たちは、魚が自分を安全に保つために利用している自動的自律的なセンサー機能を、このやり方で知りたいと思った。

准教授のEric Fortuneはこう語る: “いちばん興奮したのは、この研究によって、われわれが10年以上前から夢見ていたやり方で、フィードバックを調べられるようになったことだ。ほとんどすべての動物が、自分の体を動かすことによってまわりの環境を感知しているが、この、運動によるアクティブな感知の基本的な過程を、拡張現実を利用してリアルタイムで調べたのは、おそらくこれが初めてだろう”。

魚がARのヘッドセットを装着したのではなく、研究者たちは水中で揺れる隠れ家の動きをシミュレートした。

Fortuneは曰く: “この魚が隠れ家の位置をフォローすることは前から分かっていたが、ごく最近分かったのは、人間の目の動きにも似た小さな動きを彼らが生成することだ。そこでわれわれは、拡張現実のようなものによって、魚の感知システムと運動システムとの関係を撹乱することはできないか、と考えた。しかし両者の結びつきを維持したままそれをやるのは、きわめて難しかった”。

その試験では、魚を管の中に入れて(上図)、管の動きと魚の目の動きが同期するようにした。魚が前や後ろへ動くとき、その動きは隠れ家の動きにも及ぶ。その動きを魚が見たとき、何が起きるのか。隠れ家の動きと魚の動きが同期したとき、魚はその動きが隠れ家の“リアル”な動き(単独の動き)でないことを、感知できた。つまり魚は、自分が仮想環境の中にいることを知っていた。

“動きの刺激の起源が独立のものであるときと、自分の動きのフィードバックであるときとを、魚は区別できた。この実験により、われわれが観察していた現象が、魚が自分の動きから受け取るフィードバックによるものであることが分かった。基本的にその動物は、自分のまわりの感覚世界を自分がコントロールしていることを、知っているようだった”。

もしかしたら魚は、Job Simulatorをプレイできるかもしれない。

“同じような実験を、人間の視覚についてもできるのではないか。それにより、神経生物学の貴重な知識が得られるだろう。また、視覚と運動のコントロールに関しては、人工的なシステムより動物の方がずっと上手だから、われわれが公開するデータを技術者が機械の制御に利用できたら、とても強力なフィードバックシステムが可能になるだろう”。

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(翻訳:iwatani(a.k.a. hiwa

機械学習のシステムはときどき人間をびっくりさせる…学習内容に忠実なだけで

機械学習の弱点や奇癖をまとめた、このシンプルなスプレッドシートは、それほど膨大ではないが、‘機械’の考え方を知るための楽しい資料だ。研究者のVictoria Krakovnaが作ったこのリストは、ロボットが法の精神と文字の両方に同時に従おうとしたときの、さまざまな状況を記述している。

たとえば下のビデオでは、機械学習のアルゴリズムが、ボートレースにただ参加するのではなく、円を描いてぐるっと回ったら高い得点が得られる、と学習した結果だ。

別のシミュレーションでは、“生きるためにはエネルギーが必要だが出産のエネルギー消費量はゼロ”、と学習した種族が、じっと座って動かない〔エネルギー消費量最小〕ライフスタイルを発達させ、もっぱら生殖行為〔エネルギー消費量ゼロ〕だけをして子孫を生産し、それを食べたり、それらにも生殖をさせて食料としての子孫を作らせる。Krakovnaはそれを、“怠け者の共食い種族”と呼んでいる。

もちろんこれらの‘機械’は本当の意味で“考えて”いるわけではないが、いくつかのパラメーターと、進化という能力と目標を与えられたロボットが、そのアルゴリズムに忠実に従って、おかしなことをしてしまう例だ。

あるテストでは、ロボットが自分の腕でテーブルを殴ることによってブロックを動かすことを学習したり、ある種の遺伝的アルゴリズムによってオシレーターの回路を作るはずのロボットが、隣接するコンピューターからの信号を拾うラジオを作ったりする。あるいは癌を検出するシステムが、悪性腫瘍の画像には目盛りがある、と学習して、大量の擬陽性を作りだしてしまう。

これらの例はどれも、‘機械’は正しく学習すると信じたために生じた、意図せざる結果だ。彼らは学習するけど、人間を当惑させることもある。機械学習とは、所詮、そんなものだ。機械が理解できるものだけを、学習しているのだから。

最後にもうひとつ例を: “絶対負けてはならない”、と学習したテトリスをプレイするロボットが、“負けないために無限に長時間ポーズする”。そいつに、負けて癇癪(かんしゃく)を起こすことを学習させたら、やっと彼は三歳児のレベルに達するだろう。

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鼻に電気を流して「バーチャル臭」を作る研究

IEEEは、私が今月見た中でいちばんクールな研究プロジェクトを紹介した。昔の子供向け電子キットのようなシステムを使って人の嗅覚器官を刺激することで、匂いをシミュレーションするものだ。

このプロジェクトは相当気持ちが悪い。匂いをシミュレーションするために、研究者らは人の鼻にリード線を差し込み神経に直接つなぐ。マレーシアのImagineering Instituteのシニアリサーチフェロー、Kasun Karunanayakaは、博士課程の学生、Adrian Cheokと共に「多感覚インターネット」を作ろうと考えた。Cheokはニワトリに電子的ハグを送ったり、デジタルキスを初めて開発したインターネット有名人だ。

研究チームは数十人の被験者を集め、嗅球を刺激するために長いチューブを鼻に差し込んだ。信号の強さと周波数を変えることによって、いくつか興味深い実験結果が得られた。

被験者がもっとも多く感じたのは、彼らが良い香りまたは薬品臭と表現した匂いだった。中にはフルーティー、甘い、ミント味、木の香りなどと答えた人々もいた。

しかし最大の課題は、この幽霊のような香りを人の鼻にチューブを差し込まずに作り出す方法を見つけられるかどうかだ。この実験が、多くの被験者にとって不快なものだったことをKarunanayakaは認めている。「たくさんの人たちが参加を希望したが、1回テストしたあと帰っていった。我慢できなかったからだ。」

近い将来仮想嗅覚チューブを鼻の穴に入れる日が来ると私は思わないが、このアイデアは卓抜だ。たとえば、感覚が麻痺した人の嗅覚を取り戻すのに使えるかもしれない。決してうさん臭い提案ではない。

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(翻訳:Nob Takahashi / facebook

AIを利用して神経障害を治療するBrainQが$5.3Mを調達、世界最大の脳波データベースを持つ

イスラエルのBrainQは、脳卒中の後遺症や脊髄の損傷などで障害を抱える人びとを、個人化された電磁療法で治療している。同社はこのほど、これまでの350万ドルに加えて新たに530万ドルを調達したことを、発表した。その投資家たちは、Qure Ventures、クラウドファンディングのOurCrowd.com、Norma Investments、IT-Farm、そしてValtech CardioのファウンダーでCEOのAmir Grossなど数名のエンジェル投資家たちだ。

本誌TechCrunchが今年の初めにBrainQを取材したときには、彼らはイスラエルの脳卒中患者を対象とする2件の臨床試験を行っていた。当時の同社は最初の資金調達ラウンドを完了したばかりで、GoogleのLaunchpad Acceleratorとの協働も開始していた。

BrainQは、患者の脳波を利用して、その人に合った治療計画を作る。AIは、どんなに優れたアルゴリズムでも、データがなければ何の役にも立たない。BrainQによると同社には、運動能力に関する世界最大の、Brain Computer InterfaceベースのEEGデータベース(脳波図/脳電図データベース)があり、それを利用して患者の脳波を解釈し、治療計画を作りだす。

BrainQの脳波読み取りデバイス

“今われわれは、新しい時代の入口に立っている。これからはAIをベースとする精密医療が神経障害の治療に使われていく。ただしまだ現状では、十分なソリューションが存在しない”、とBrainQのCEO Yotam Drechslerが今日の発表声明で述べている。“BrainQでは、神経障害の治療のためにこのビジョンが現実化していく機会に、喜びを感じている。短期的には、われわれはすでに相当量の成果を達成し、われわれの技術をさらに前進させ利用を拡大して行ける機会を目前にしている。それによりBrainQは、BCI(brain-computer interface)ベースの精密医療における世界的リーダーになるだろう”。

イスラエルのスタートアップによくあるように、同社のチームにも国の諜報部門の優秀な出身者が含まれ、またAIや神経科学の学者や研究者たちが顔を揃えている。

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ますます病的になっているインターネットの解毒を探求するEvolve Foundationが$100Mのファンドを創立

このところ悪いニュースばかりのようだが、しかし良いニュースもある。非営利団体Evolve Foundationが、テクノロジー隆盛の影で全世界的に広がっている孤独や生きがい喪失、不安や恐怖、怒りなどとたたかうためのファンドConscious Accelerator〔仮訳: 気づきの加速〕に1億ドルを調達した。

Matrix Partners Chinaの協同ファウンダーBo Shaoがこのファンドをリードし、世界の問題に対する人びとの意識を高めるようなテクノロジーを目指す起業家を、掘り出し、育成していく。

“ものすごくお金持ちの人がたくさんいるけど、彼らの多くは大きな不安にかられ意気消沈しているんだ”、と彼は語る。彼によれば、その大きな原因のひとつが現在のテクノロジーの使われ方、とくにソーシャルメディアのネットワークだ。

“多くの人に‘いいね!’される投稿をしなければならないという強迫が、不安を惹き起こす”、と彼は言う。“そして自分の投稿に、罠のように囚われてしまう。投稿して10分も経つと、何人‘いいね!’したか、コメントがいくつあったか、気になってくる。一種の、中毒症状だ”。

それをいちばん気にするのがティーンだ、と彼は指摘する。それは今では精神症状の一種とみなされ、Social Media Anxiety Disorder(SMAD)(ソーシャルメディア不安障害)という名前までついている。〔参考

“ソーシャルメディアは新しい砂糖や新しい喫煙だ”、とShaoは語る。

彼がソーシャルメディアと絶縁したのは2013年の9月だが、彼はこれまでの10年間、自分やほかの人たちの生き方をもっと良くするための方法を探求してきた。

彼の新しいファンドはMediumの記事で発表され、社会的善の最大化、テクノロジーがもたらしている問題への解を見つけることを目的とする。投資家への良いリターンが得られるものに投資するだけが、目的ではない。

Shaoは、自分がこれまで数十億ドル企業の著名なVCの一員として仕事をしてきた経歴を活かして、人びとの不安をなくし、多くの人がもっとしっかりとした人生を送れるようにするためのテクノロジーを見つけていきたい、という。

Conscious Acceleratorはすでに、瞑想アプリInside Timerに投資している。また、子どものメディア耐性や、混乱した社会への耐性を増進するための子育てアプリも企画している。

また、二人のUC Berkeley(カリフォルニア大学バークリー校)の学生が始めた、ロシアのボットや、政治的に悪質なTwitterのボットを見つけるプロジェクトにも、投資してよいと考えている。Twitterは最近、これらの問題に対する内部的無策ぶりが、批判されている。

“問題意識のある起業家に利用してもらうことが、このファンドの目的だ”、とShaoは語る。

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脳波によるロボットアームのコントロールに成功、人の心でロボットを制御できる技術がついに誕生

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これまでは、人間の意思でロボットアームをコントロールしようとすると、非常に複雑で非常に侵襲的な脳へのインプラントを必要とした。そこでミネソタ大学の研究者たちは、ちょっとかっこいいヘルメットと人間の思考能力だけを必要とする新たなシステムを作り、本物のマインドコントロールなロボットツールへの道を、拓(ひら)こうとしている。

この研究のリーダーで、生物医学工学の教授Bin Heは語る: “脳へのインプラントを使わずに、人間の思考だけでロボットアームを操作し、複雑な3D環境の中でオブジェクトに到達してそれをつかむシステムは、世界で初めてだ。アームを動かすことを想像するだけで、ロボットアームを動かすことができたのだ”。

そのシステムは脳波ヘルメットと、ある程度の訓練が必要だ。脳波を利用する技術はかなり前からあるが、ミ大の研究者たちは脳の運動皮質を利用して複雑なシステムをコントロールする方法をついに完成させた。人間が動きについて考えると、運動皮質中のニューロンが反応し、ニューロンの新たな集合を活性化する。これらのニューロンを整列し読み取ることで、脳/コンピューター間のインタフェイスが本物の腕の動きをシミュレートし、ロボットアームに与えるコマンドに翻訳する。

Heは語る: “被験者全員が、完全に非侵襲的なテクニックを使ってタスクを達成したから、すごいと思う。麻痺などの神経性疾病の患者を救う技術へ、発展する可能性があると思っている。彼らは外科手術によるインプラントを使わずに、もっと本格的な独立性(非依存性)を持てるようになるだろう”。

Heが書いた記事は、ここで読める

この方面の以前の実験では、感電事故で両腕を失った人が、彼の神経系につないだシステムのおかげで二つのロボットアームを同時にコントロールできた。しかしHeと彼のチームの新しいシステムは、そのような侵襲性を減らして、ロボットをコントロールする。そして誰もが、自分の心でロボットアームをコントロールできるのだ。

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高校生が3Dプリントで作った‘ミニ脳’バイオリアクターがジカ熱の研究を加速

A "mini-brain" infected with Zika. The red-dye indicates vulnerable progenitor cells.

ジカ熱に感染した”ミニ脳”。赤の染色は感染した弱い前駆細胞を表す。

あなたのこの夏の計画はなんだろう? 1000個の”mini-brain(s)”(ミニ脳)を検査できるバイオリアクターを設計することでは、たぶんないだろう。バイオリアクターの設計ですら、ないかもね。でもニューヨークの高校生Christopher Hadionoは、それをやった。そして彼の、3Dプリントで作った強力で効率の良いマシンが今、話題になりつつある。

Hadionoがこのマシンを作ったのは、ジョンズ・ホプキンス大学の神経科の教授Hongjun Songの研究室で夏季のインターンをやっていたときだ。SpinΩと名付けられたそのマシンは、Songらが最近の論文で示しているように、安上がりでしかも多芸だ。

ミニ脳そのものは、前からある。それは幹細胞から生成した神経細胞の小さな集まりで、それらを、あたかも発達中の脳であるかのように実験できる。完全ではないが有益であり、多ければ多いほど、良い結果が得られる。

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Hadionoのバイオリアクターのほとんどの部分は、ふつうの3Dプリンターで作れるが、ほかに、実験に必要な精密部品も必要だ。400ドルぐらいでできるから商用製品の2000ドルに比べると安いが、それだけでなく、ずっとコンパクトだから、栄養液の必要量も少ない。かなりの低コストで、標準の培養器の中にそれまでの10倍もの数のミニ脳を置ける。

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Song教授がSpectrum News誌の、自閉症治療技術に関する記事の中で、こう語っている: “ショックだった。バイオテクノロジー専攻の学部学生ですら、これほどのものは作れないだろう”。

Songはそのデバイスをいち早く使ってみた。彼ら研究者たちが専門誌Cellに発表した論文には、SpinΩそのものの工学的詳細(とプリントファイル)だけでなく、ジカ熱の感染と小頭症の関連性をより明白にすると思われる実験も紹介されている。

そのほかの研究室もSpinΩに関心を示し、独自に自作中だ、とSongは述べている。興味を示しているメーカー企業も数社ある。ご心配なく、それは今でもHadionoの作品であり、特許の申請も彼の名前で行われている。

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(翻訳:iwatani(a.k.a. hiwa))