Roboten skal farte rundt på campus og kommunisere med studenter og ansatte.
- Jeg kjenner ikke til noen andre forskningsmiljø i verden som har brukt menneskelige hjerneceller på denne måte. Det er i alle fall bare en håndfull som er i stand til å gjøre det, sier professor Gunnar Tufte ved institutt for datateknologi og informatikk ved NTNU.
Fantasiskapningen kyborg fra science fiction er en krysning mellom menneske og maskin, Robocop, for eksempel. I prosjektet NTNU Cyborg er fantasien i ferd med å bli virkelighet. Moderne bioteknologi gjør det ganske enkelt å bygge biologiske nervenettverk. Forskerne bruker stamceller og former dem til nerveceller. I dag kan slike nettverk leve i opptil et år.
I verste fall kan hackere ta kontroll over hjertet til Marie
Nevromedisinere ved NTNU har dyrket frem et nettverk med nær 100 000 menneskelige nerveceller som kobles til en datamaskin. Nervecellene er flinke til å lage nettverk og forskerne kan observere hvordan nettverket kommuniserer gjennom registrering av elektriske signaler. Forskerne kan også sende signaler tilbake til nervenettverket, eller stimulere det på ulike vis, og dermed lære det å oppføre seg på en bestemt måte.
Kjendis på campus
Planen er at kyborgen en dag skal farte rundt på campus og kommunisere med studenter og ansatte. Den skal klare å ta kontakt, gjenkjenne folk og sende deg en venneforespørsel på Facebook. Ifølge forsker Stefano Nichele ved Institutt for datateknologi og informatikk, kan arbeidet åpne for forskningsgjennombrudd innenfor flere fagfelt.
LES KROMIKK: Vi trenger en robot-etikk
- Vi starter med maskinen, og så gjør vi den «levende». Da må vi legge til biologiske nerveceller som vi må holde i live – og så få dem til å kommunisere med en datamaskin, forklarer forsker Nichele til forskningsmagasinet Gemini.
Skal klare seg med biologisk «hjerne»
Prosjektet er meget tverrfaglig. Nichele og hans IT-kolleger jobber med å bearbeide dataene fra hjernenettverket, og «oversette» dem til et språk som roboten kan forstå. De lærer seg altså å kommunisere med det biologiske materialet som nevromedisinerne har skapt. Forskerne har allerede fått den forenklede biologisk hjernen til å kommunisere med et kunstig nervenettverk som igjen styrer roboten.
Lære reparasjon av naturen
Nevromedisinerne som deltar i NTNU Cyborg ønsker å forstå mer av hvordan hjernen kan reparere seg selv etter en skade. Klarer de det, kan det åpne for bedre behandlingstilbud for pasienter med ryggmargsskader, sykdommer som Parkinsons eller ALS, og for pasienter som har hatt hjerneslag.
Det kybernetiske (kybernetikk gresk for styring) miljøets ambisjoner med prosjektet er å lære mer om hvordan roboter kan styres. Et annet mål er å forstå hvordan neste generasjon datamaskiner/prosessorer kan konstrueres, ut fra ny kunnskap om hvordan nettverk av hjerneceller organiserer seg.
- Hvordan kan en enkel hjerne utvikle seg og «handle» når den ikke har noen kropp som kan gi den impulser og som den kan styre?
- Nettverket av hjerneceller kommuniserer og utvikler forbindelser av seg selv. Vi kan lese av mønstre for hvordan cellene kommuniserer og lager nettverk. Så bruker vi stimuli, for eksempel strøm, dopamin eller andre kjemiske virkemidler, for å trene hjernen til å reagere og synkronisere, sier Stefano Nichele.
Ikke helt hjerne
- Selv om dette er svært enkle nettverk, kan vi lære mye om hjernefunksjonen, hvordan nervecellene kommuniserer med hverandre og hvordan koblingene i nervenettverkene dannes. For pasienter med hjerneskade vil selv små framskritt ha stor betydning, forklarer forsker Ioanna Sandvig ved Institutt for nevromedisin og bevegelsesvitenskap til Gemini.
De enkle nettverkene kan også bli ganske store og kraftige etter hvert.
Selfie med kyborg
Det er meningen at kyborgen skal bli en hyggelig bekjent med et kamera skal registrerer bevegelser og ansikt. En selfiearm kan heves og ta bilder sammen med folk den støter på. På en skjerm skal kyborgen vise "følelser". Kyborgen er kontinuerlig under utvikling, og masterstudenter og ti studenter fra Eksperter i Team er involvert i arbeidet.
Hodet et annet sted
Mennesker kan som kjent, i billedlig forstand, ha hodet et annet sted. NTNUs Cyborg kommer virkelig til å ha det. For å overleve krever nervecellene bestemte gasskonsentrasjoner, næring og sterile omgivelser. Det er mest praktisk at cellene fortsetter å leve ved St. Olavs Hospital, mens impulsene sendes trådløst mellom dem og roboten.
Over i etisk terreng
100 000 celler er lite mot menneskehjernens nærmere 100 milliarder. Men det finnes enkle livsformer som klarer seg med så få. Dermed dukker de etiske spørsmålene opp. Ifølge forskerne har prosjektet alle godkjenninger som kreves.
Heidrun Åm, samfunnsviter og forsker ved Institutt for tverrfaglige kulturstudier, tror ikke NTNUs hybrid mellom robot og biologiske celler er noen fare. Men fremtidens teknologi vil være langt mer avansert.
- Folk flest trenger oversikt over hvilke valg som blir tatt i slike prosjekter, og hvilke konsekvenser det kan ha på samfunnsutviklingen. Bare slik kan vi ta informerte valg om det er denne fremtiden vi vil ha. Derfor blir det viktig å inkludere samfunnet, sier Heidrun Åm til Gemini.
Prosjektet NTNU Cyborg favner miljøer fra datateknologi, kybernetikk, nevromedisin, etikk og design.