Unser Forscher, Pit Hofmann, hat an unserem ‘ReachOut’ Austauschprogramm teilgenommen.
Das Programm zielt darauf ab, CeTI-Mitarbeitende mit anderen Forschungsinstituten, Universitäten und Unternehmen bekannt zu machen, die in für CeTI relevanten Bereichen arbeiten.
Lieber Pit, kannst du uns von deinen Erfahrungen berichten?
Ich hatte die Gelegenheit, drei Monate in Melbourne, Australien, bei einem Unternehmen namens Cortical Labs zu verbringen. Cortical Labs started as a startup a few years ago. Es arbeitet hauptsächlich an Forschungsprojekten in Zusammenarbeit mit der University of Melbourne und der Monash University. However, Cortical Labs will try to bring its biological computing unit into the market in the next few years. Dr. Brett Kagan, der wissenschaftliche Leiter, besuchte bereits 2023 die TU Dresden, um einen Vortrag über Gehirnzellen als Biocomputer zu halten und zu zeigen, dass sie lernen können, das Arcade-Spiel Pong zu spielen.
Cortical Labs züchtet Neuronen in vivo aus Stammzellen von Affen, Mäusen und Menschen, die schließlich ein physisches neuronales Netz bilden. Die Neuronen werden dann gezielt mit einem Multi-Elektroden-Array stimuliert, um den Neuronen eine Aufgabe beizubringen, d.h. um eine synthetische biologische Intelligenz zu entwickeln. Dabei nutzen die Forscher von Cortical Labs das Prinzip der freien Energie, d. h., die Neuronen versuchen, Überraschungen oder Unsicherheiten zu reduzieren. Die Neuronen werden für eine vordefinierte Reaktion auf den Input belohnt oder bestraft. Die Belohnung erfolgt durch einen konstanten, vorhersehbaren Reiz, die Bestrafung durch eine zufällige Stimulation.
Während meines Austauschs arbeitete ich daran, ein umgekehrtes Pendel auszubalancieren, eine der Standardaufgaben in der Regelungstechnik. Das physikalische neuronale Netz sollte zum Ausbalancieren verwendet werden; die synthetische biologische Intelligenz sollte das Pendel steuern. Die ersten Versuche, eine virtuelle, vereinfachte Version des umgekehrten Pendels auszubalancieren, waren sehr vielversprechend. Da die Zusammenarbeit höchstwahrscheinlich auch nach dem Austausch fortgesetzt wird, wird sich die künftige Forschung auf die Ausweitung der ersten Messungen konzentrieren.
Da die Vision von CeTI darin besteht, Menschen in die Lage zu versetzen, mit cyber-physischen Systemen in der realen oder virtuellen Welt über intelligente Kommunikationsnetze und -systeme nahezu in Echtzeit zu interagieren, ist energieeffizientes und biokompatibles Computing heute und in Zukunft unerlässlich. Ich freue mich darauf, mein erworbenes Wissen in den weiteren Forschungsplan des CeTI einzubringen, der das Computing für das Zusammenleben von Mensch und Maschine verbessern wird.
Während meines Aufenthalts in den Cortical Labs konnte ich viele Erfahrungen für meine zukünftige Forschung sammeln, interdisziplinäre Forscher kennenlernen und die Basis für mögliche zukünftige Kooperationen schaffen. Der Austausch hat sich gelohnt, und ich bin dankbar für die Unterstützung von CeTI und der Graduiertenakademie der TU Dresden, ohne die dieser Austausch nicht möglich gewesen wäre.
Was war der Höhepunkt deiner Forschung während deines Austauschs?
Ich möchte den herzlichen Empfang bei Cortical Labs und die Erfahrungen, die ich dort sammeln konnte, als einen Höhepunkt meines Austauschs hervorheben. Physikalische neuronale Netze unter dem Mikroskop wachsen zu sehen und sie zur Entwicklung synthetischer biologischer Intelligenz zu nutzen, ist ein spannendes Forschungsgebiet.
Warum würdest du dieses Austauschprogramm empfehlen?
Das Austauschprogramm bietet eine fantastische Gelegenheit, mit anderen Forschern weltweit in Kontakt zu treten und das eigene Forschungsnetzwerk zu erweitern. Durch die Arbeit in einem Unternehmen oder an einer Universität im Ausland sammeln Sie Erfahrungen aus erster Hand in verschiedenen Forschungsumgebungen und lernen neue Methoden, Technologien und Perspektiven kennen, die Ihr Fachwissen erweitern können. Darüber hinaus können Sie, wie in meinem Fall, Zugang zu nicht öffentlich verfügbaren Produkten oder Prototypen erhalten. Im Rahmen des Austauschs arbeitete ich auch mit Biologen, Softwareentwicklern, Neurowissenschaftlern, Datenwissenschaftlern, Elektroingenieuren usw. zusammen und lernte so die Interdisziplinarität zu schätzen. Außerdem bietet es eine wertvolle Gelegenheit, kulturübergreifende Kommunikationsfähigkeiten, Anpassungsfähigkeit und eine globale Perspektive zu entwickeln, die in der heutigen vernetzten Forschung unerlässlich sind.
