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科学者たちが脳細胞を人工培養し、[DOOM]をプレイさせた
과학자들이 뇌세포를 인공 배양한 후, ‘둠’을 플레이했다

AIの概要
オーストラリアの企業Cortical Labsが20万個のニューロンを用いたCL1で「DOOM」のプレイ映像を公開しました。少ないニューロンでも3D環境やゲームシステムを学習して敵を認識する点が大きな注目を集めています。SFのような生体コンピューティングの現実化に対する世界中の期待が高まっています。
Cortical Labs CL1
▲ Cortical Labs CL1(画像出典:Cortical Labs CL1動画のキャプチャ)

2024年に「大腸菌」で「DOOM」をプレイできるというニュースが伝えられて以来、再び細胞と「DOOM」の出会いが実現した。ただし今回は、駆動ではなく「プレイ」に焦点が当てられており、より大きな注目を集めている。

オーストラリアの神経工学企業「Cortical Labs」は去る25日、公式YouTubeチャンネルを通じて自社プラットフォームCL1で駆動した「DOOM」の映像を公開した。CL1は生物学的光学コンピューティング基盤のプラットフォームで、マイクロチップ上に成人ドナーの細胞を配列して駆動するのが特徴だ。今回の「DOOM」のプレイには、チップ上で培養された約20万個のニューロンが利用された。人間の脳には約1,000億個のニューロンがあることが知られている。

▲ CL1『FreeDM』駆動映像(動画出典:Cortical Labs公式YouTubeチャンネル)

マップに存在する視覚情報を電気信号として認識し
▲ マップに存在する視覚情報を電気信号として認識し(画像出典:Cortical Labs CL1動画のキャプチャ)

これを回避したり攻撃したりするなど、多様な反応を引き出す
▲ これを回避したり攻撃したりするなど、多様な反応を引き出す(画像出典:Cortical Labs CL1動画のキャプチャ)

Cortical Labsは2022年にも80万個のニューロンを活用して古典ゲーム『PONG』をプレイする映像を披露したことがある。ただし『PONG』とは異なり、今回の事例がより大きな注目を集めている理由は2つのゲームの違いにある。『PONG』は非常に単純化された2Dゲームに留まるが、『DOOM』は3D環境を直接移動しながら敵を判別し、移動したり攻撃したりするなど、考慮すべき視覚的要素が相対的に多い。さらに、駆動に使用されたニューロンの数が75%も減少した点も注目されている。

Cortical Labs内の研究者らは駆動方式について、ゲームに敵が現れると電極がニューロン培養体を刺激し、刺激を受けたニューロンの反応スパイクを分析してプレイアブルキャラクターの「ドゥームガイ」の射撃や移動などに指示する方式でゲームが進行されていると言及した。駆動に使用されたゲームはDOOMエンジン基盤のフリーウェアコンテンツ『FreeDM』であり、著作権などの法的問題のないオープンソースバージョンを採用した。

実際のプレイ映像を確認してみると、CL1のプレイはゲーム初心者を下回る領域に近い。壁面に銃を撃つ過程でリソースを無駄にしたり、移動のプロセスがスムーズではなく適切な移動を見せなかったりするなど、人間が見るには非常に未熟なプレイを披露する。ただし核心は、ニューロンの活動がプレイメカニズムを学習し、自ら敵を探して射撃するなどのパターンを示しているということだ。これは、ほかの人工知能に比べて少ない電力と空間でもゲームの視覚情報を認識し、システムを学習するパフォーマンスが確保されたことを意味する。


かつて『PONG』を駆動するために80万個のニューロンを使用したが、今や「DOOM」を駆動するために20万個のニューロンのみが使用される
▲ かつて『PONG』を駆動するために80万個のニューロンを使用したが、今や「DOOM」を駆動するために20万個のニューロンのみが使用される(画像出典:Cortical Labs CL1動画のキャプチャ)

一方、Cortical Labsの今回の映像公開により、全世界のコミュニティでは様々な反応が出ている。SFの世界観でよく見られたニューロン基盤ロボットの存在に言及したり、「桶の中の脳」の理論に言及したりするなど、想像の中でしか存在しなかった理論が現実のものになるという意見が多数確認された。
코티컬 랩스 CL1 (사진출처: 코티컬 랩스 CL1 영상 갈무리
▲ 코티컬 랩스 CL1 (사진출처: 코티컬 랩스 CL1 영상 갈무리)

지난 2024년 ‘대장균’으로 둠을 플레이 할 수 있다는 소식이 전해진 이후, 다시 한 번 세포와 둠의 만남이 이루어졌다. 다만 이번에는 구동이 아니라 ‘플레이’에 초점이 맞춰져 더 큰 주목을 받고 있다.

호주 신경공학 기업 ‘코티컬 랩스(Cortical Labs)’는 지난 25일, 공식 유튜브 채널을 통해 자사 플랫폼 CL1으로 구동한 둠 영상을 공개했다. CL1은 생물학적 컴퓨팅 기반의 플랫폼으로, 마이크로칩 위에 성인 기증자의 세포를 배열해 구동하는 것이 특징이다. 이번 둠 플레이에는 칩 위에 배양된 약 20만 개의 뉴런이 이용되었다. 인간의 뇌에는 약 1,000억 개의 뉴런이 있는 것으로 알려졌다.

▲ CL1 프리둠 구동 영상 (영상출처: 코티컬 랩스 공식 유튜브 채널)

맵에 존재하는 시각적 정보를 전기신호로 인식해 (사진출처: 코티컬 랩스 CL1 영상 갈무리)
▲ 맵에 존재하는 시각적 정보를 전기신호로 인식해 (사진출처: 코티컬 랩스 CL1 영상 갈무리)

이를 피하거나 공격하는 등 다양한 반응을 도출한다 (사진출처: 코티컬 랩스 CL1 영상 갈무리)
▲ 이를 피하거나 공격하는 등 다양한 반응을 도출한다 (사진출처: 코티컬 랩스 CL1 영상 갈무리)

코티컬 랩스는 지난 2022년에는 80만 개의 뉴런을 활용해 고전게임 ‘퐁(Pong)’을 플레이하는 영상을 선보인 바 있다. 다만 퐁과 달리 이번 사례가 더 큰 이목을 끄는 이유에는 두 게임의 차이에 있다. 퐁은 매우 단순화된 2D 게임에 그치지만, 둠은 3D 환경을 직접 이동하며 적을 판별하고 이동하거나 공격하는 등 고려해야 할 시각적 요소가 상대적으로 많다. 더해 구동에 사용된 뉴런의 개수가 75%나 줄었다는 점도 주목을 받고 있다.

코티컬 랩스 내 연구자들은 구동 방식에 대해 게임에 적이 나타나면 전극이 뉴런 배양체를 자극하고, 자극을 받은 뉴런의 반응 스파이크를 분석해 플레이어블 캐릭터 ‘둠가이’의 사격이나 이동 등으로 지시하는 방식으로 게임이 진행되고 있다고 언급했다. 구동에 사용된 게임은 둠 엔진 기반의 프리웨어 콘텐츠 ‘프리둠’으로, 저작권 등의 법적 소지가 없는 오픈소스 버전을 채택했다.

실제 플레이 영상을 확인해보면 CL1의 플레이는 게임 초심자 이하에 가까운 영역이다. 벽면에 총을 쏘는 과정에서 자원을 낭비하기도 하고, 이동 과정이 매끄럽지 못하며 제대로 된 이동을 선보이지 못하는 등 인간이 보기에는 매우 미숙한 플레이를 선보인다. 다만 핵심은 뉴런의 활동이 플레이 매커니즘을 학습해 스스로 적을 찾고 사격하는 등의 패턴을 보여주고 있다는 것이다. 이는 여타 인공지능 대비 적은 전력과 공간으로도 게임의 시각적 정보를 인식하고 시스템을 학습하는 성능이 확보됐음을 뜻한다.


과거 퐁을 구동하기 위해 80만 개의 뉴런을 사용했으나, 이제 둠을 구동하기 위해 20만 개의 뉴런만이 사용된다 (사진출처: 코티컬 랩스 CL1 영상 갈무리)
▲ 과거 퐁을 구동하기 위해 80만 개의 뉴런을 사용했으나, 이제 둠을 구동하기 위해 20만 개의 뉴런만이 사용된다 (사진출처: 코티컬 랩스 CL1 영상 갈무리)

한편, 코티컬 랩스의 이번 영상 공개로 인해 전 세계 커뮤니티에서는 다양한 반응이 나오고 있다. SF 세계관에서 흔히 나오던 뉴런 기반 로봇의 존재를 언급하거나, 통 속의 뇌 이론을 언급하기도 하는 등 상상 속에서만 존재하던 이론이 현실이 될 것이라는 의견이 다수 확인됐다.
このニュースはAIによって翻訳されました。