Представлен публике публичный инициатива DOOMFLY — симуляция мозга дрозофилы для шутера

Разработчик Алекс Вормут показал публичный проект под названием DOOMFLY (онлайн‑версия решения). Это симуляция мозга мухи‑дрозофилы в игре Doom (используется инициатива ViZDoom).

Монитор игры переводится в сигналы для «нейронов» модели мозга мухи MaleCNS v1.0, а их активность превращается в команды: двигаться, поворачивать, менять направление или стрелять. За основу проекта взята полная карта нервной системы дрозофилы.

Примечательно, что когда муха в игре получает урон, то её модели дополнительно подают сигнал наказания, чтобы она училась выживать в игре далее.

«Статус: экспериментальное обучение в реальном времени, не продемонстрировано обучение выживанию. Текущий кандидат v6 не прошел проверку на визуальное восприятие, обусловливание и выживание. Изменение весов и рост продолжительности отдельных раундов не приводят к обучению. В этом репозитории представлены отрицательные результаты, контрольные данные и предположения моделирования, а также реализация», — пояснил автор проекта.

Каждый кадр ViZDoom обрабатывает 3335 входных сигналов яркости R1–R6 и 811 входных сигналов цвета R8. Положения пикселей и цветовые отклики являются приблизительными аппроксимациями.

Приблизительная нейронная динамика работает на 166 700 сохранённых нейронах и 25 582 938 направленных соединениях из MaleCNS v1.0.

Фиксированный оболочку сопоставляет активность DNp20 (right‑minus‑left) с поворотами, а активность DNpe017 — с движением и срабатыванием. Это инженерные назначения контроллеров, а не установленные естественные двигательные функции.

Нефатальное повреждение запускает искусственный аверсивный вход длительностью 200 мс в две дофаминовые клетки PPL101. Активность KC и дофамина управляет адаптированным правилом пластичности на 4184 существующих соединениях KC→MBON11. Остальные соединения и контроллер остаются фиксированными.

Смерть запускает свежий раунд на арене, в то время как нейронное состояние и хранилище сохраняются. Все зрители наблюдают за одним и тем же экспериментом.

Модель основана на биологической реконструкции. Динамика, оболочку сетчатки, искусственное подкрепление и контроллер — это модели и инженерные решения. Это не буквально реконструированный живой мозг мухи.

Ранее разработчик Денис Ширяев опубликовал публичный проект под названием DesktopFly. Это десктопный питомец в виде мухи для ПК на macOS. Механизм движения мухи работает на базе полного скана мозга дрозофилы из 668 нейронов и около 19 тысяч реальных синаптических связей. Исходный код решения написан на Swift и обнародован на GitHub под лицензией MIT.

Муха из проекта DesktopFly умеет самостоятельно гулять по окнам, умываться, спать реагировать на клики и движения курсора. Её движения не прописаны заранее. В частности, муха взлетает только после срабатывания нужного нейрона. В том случае, когда Macbook нагрелся, насекомое начинает двигаться быстрее.

«В проекте задействована схема из 668 нейронов с ~19 000 реальными синаптическими связями (количество синапсов, определяемое предсказанием нейромедиатора) работает как симуляция с частотой 1 кГц и функцией leaky‑integrate‑and‑fire (LIF)», — пояснил разработчик решения.

Равным образом можно визуально посмотреть на мозг питомца с тысячами нейронов, ткнуть мышкой в нужную область, что заставит муху, например, повернуть в сторону, умыться или начать двигаться быстрее, а также полететь.

«Внутри настоящая карта нейронов дрозофилы (FlyWire), так что от курсора она улетает не по скрипту, а когда у неё реально загорается нейрон побега — тот же, что у живой мухи. Днём у неё сиеста, ночью она спит, а на горячем „Маке“ бегает быстрее (я не шучу, у неё какие‑то ивенты из macOS прокинуты в симуляцию мозга)», — подытожил Ширяев.