Biyolojik Bilgisayar: DOOM Oynadılar

Bilim insanları, laboratuvar ortamında yetiştirilen insan nöronlarının DOOM oyununu oynayabildiğini göstererek biyoloji ile bilgisayar teknolojisini birleştiren “biyolojik bilgisayarlar” alanında önemli bir adım attı.

İnsan Nöronlarıyla Video Oyunu Deneyi

Son yıllarda bilim insanları, canlı nöronları kullanarak bilgi işleyen “biyolojik bilgisayarlar” geliştirme çalışmalarına odaklanıyor. Bu alandaki son deney, laboratuvarda yetiştirilen insan nöronlarının video oyunu oynayabildiğini göstererek dikkatleri bir kez daha bu teknolojiye çekti.

Deneylerin merkezinde Avustralya merkezli biyoteknoloji şirketi Cortical Labs yer alıyor. Şirketin sistemlerinde, laboratuvarda büyütülen insan nöronları mikroelektrot dizileri üzerine yerleştiriliyor. Bu diziler hem nöronlara elektriksel uyarılar gönderebiliyor hem de hücrelerin ürettiği sinyalleri kaydedebiliyor. Böylece nöronlar, bilgisayardan gelen “duyusal bilgiyi” alabiliyor ve elektriksel sinyallerle yanıt üretebiliyor.

Pong’dan DOOM’a Geçiş

Cortical Labs, 2021’de 800 bin insan nöronuyla geliştirdiği DishBrain sistemiyle klasik video oyunu “Pong” oynamayı başarmıştı. Oyundaki topun konumu, dizideki nöronlara farklı elektriksel uyarılar olarak iletiliyor ve nöronlar zamanla bu geri bildirimlere uyum sağlayarak raketi hareket ettiriyordu.

“Pong” nispeten basit bir oyun olduğu için girdi ile çıktı arasındaki ilişki doğrudan kurulabiliyordu. Araştırmacılar, biyolojik bilgisayarların gerçek potansiyelini test etmek için daha karmaşık bir ortam gerektiğine karar verdi ve sonraki hedeflerini klasik oyun DOOM üzerine kurdu. Bu sayede nöronların daha karmaşık görevleri öğrenme kapasitesi ve adaptasyon yetenekleri incelenebilecek.

Yeni Platform: CL1 ile Karmaşık Oyun Deneyimi

“DOOM”, üç boyutlu ortamı, düşmanları, silahları ve sürekli değişen sahneleriyle oyunculardan gerçek zamanlı kararlar almayı gerektiriyor. Bu özellikler, nöron sistemlerinin gerçek dünyadaki algı–eylem döngüsünü daha iyi modellemesine olanak tanıyor.

Bu amaçla Cortical Labs, CL1 adlı yeni nesil nöral hesaplama platformunu geliştirdi. CL1’in en büyük yeniliği, Python tabanlı programlama arayüzü sayesinde araştırmacı ve geliştiricilerin sisteme kolayca erişebilmesini sağlaması oldu.

Bu sayede biyolojik bilgisayar alanında deneyimi sınırlı kişiler bile denemeler yapabiliyor. Örneğin bağımsız geliştirici Sean Cole, yaklaşık bir haftalık çalışmayla CL1 üzerinde nöron sistemini açık kaynaklı DOOM sürümü Freedoom ile çalıştırmayı başardı.

Nöronlar Ekranı Görmeden Oyunu Kontrol Ediyor

Deneyde kullanılan yaklaşık 200 bin nöronun gözleri yok; bu nedenle ekranı doğrudan göremiyorlar. Araştırmacılar, oyun görüntülerini elektriksel sinyal desenlerine çevirerek nöronlara iletti.

Örneğin ekranda bir düşman sol tarafta belirdiğinde, elektrot dizisinin sol tarafındaki nöronlar uyarılıyor. Nöronların farklı ateşleme kalıpları, sistem tarafından hareket, yön değiştirme veya ateş etme gibi komutlara dönüştürülüyor.

Nöron sayısı insan beynindeki 86 milyar nörona kıyasla oldukça az olsa da, hücreler belirli uyum davranışları sergileyebiliyor. Sistem, düşman arama, ateş etme ve yön değiştirme gibi tepkiler gösterebiliyor.

Araştırmacılar, nöronların zaman zaman “ölse” de, geri bildirimlere göre aktivitelerini uyarladıklarını ve öğrenme izleri gösterdiklerini kaydetti.

Bilim İnsanlarının Merak Ettiği Konular

Manchester Üniversitesi’nden bilgisayar mühendisi Steve Furber, nöronların DOOM oynayabilmesini büyük bir adım olarak nitelendiriyor, ancak hâlâ cevaplanmayı bekleyen birçok soru olduğunu söylüyor. Özellikle, görsel sistem veya gerçek bir beden olmadan, hücrelerin elektriksel sinyalleri nasıl yorumladığı ve görevleri nasıl “anladığı” henüz tam olarak bilinmiyor.

Gelecekte Robot Kontrolüne Uygulama

Bazı uzmanlar, bu tür deneylerin ileride robotik sistemlerin kontrolünde temel oluşturabileceğini öne sürüyor. Reading Üniversitesi’nden nörobilimci Yoshikatsu Hayashi, sanal ortamda bir oyun karakterini yöneten nöral sistemin, gelecekte bir robot kolunu kontrol etmeye çok benzediğini belirtiyor. Biyolojik bilgisayarlar, dokunma sinyallerini kullanarak nesneleri kavramayı öğrenebilir ve robotik uygulamalarda kullanılabilir.

Etik Sınırlar ve Tartışmalar

Biyolojik bilgisayarlarla ilgili araştırmalar, etik soruları da gündeme getiriyor. Laboratuvarda yetiştirilen nöronlar daha karmaşık hâle geldikçe, bu hücrelerin statüsü ve potansiyel bilinç gelişimi tartışma konusu olabiliyor. Araştırmacılar ise mevcut sistemlerde kullanılan nöron ağlarının basit ve bilinçten tamamen yoksun olduğunu vurguluyor.