За $500 на місяць можна орендувати комп’ютери, зроблені з людських нейронів

Системи штучного інтелекту, в тому числі такі складні, як ChatGPT, продовжують покладатися на обладнання на основі кремнію — технології, яка забезпечує роботу комп’ютерів з 1950-х років. Однак деякі дослідники розглядають можливість застосування нових рішень, відомих як біокомп’ютеризація, коли комп’ютери створюються з використанням живої біологічної матерії. Ця нова галузь поєднує синтетичну біологію з обчислювальною технікою, потенційно пропонуючи більш стійкі та ефективні альтернативи традиційним системам на основі кремнію.

Поява біокомп’ютерів

Біокомп’ютеризація використовує синтетичну біологію для розробки архітектур комп’ютерів на основі живих організмів. Одним з першопрохідців у цій галузі є швейцарська компанія FinalSpark, яка нещодавно запустила проєкт «Neuroplatform» — комп’ютерну систему, що працює на основі органоїдів людського мозку. Ці органоїди являють собою мініатюрні скупчення вирощених у лабораторії клітин, які імітують певні аспекти людського мозку. Нейроплатформа FinalSpark доступна для використання онлайн, що дозволяє вченим експериментувати з цією передовою технологією вартістю 500 доларів на місяць.

Фред Джордан, співзасновник FinalSpark, підкреслює, що їхня платформа є унікальною, оскільки пропонує публічну оренду біокомп’ютерних ресурсів. Спочатку фінансована коштом попередніх проєктів співзасновників, FinalSpark має на меті забезпечити екологічніший спосіб використання штучного інтелекту. За словами Джордана, мета компанії полягає в створенні штучного інтелекту, який потребуватиме в 100 000 разів менше енергії, ніж сучасні системи.

Як працює Нейроплатформа

Нейроплатформа складається з процесорних блоків, кожен з яких містить чотири сферичні органоїди мозку, кожен з яких має діаметр близько 0,5 міліметра. Ці органоїди з’єднані з вісьмома електродами, які стимулюють нейрони всередині, пов’язуючи їх зі звичайними комп’ютерними мережами. Піддаючи нейрони впливу дофаміну — нейромедіатора, що асоціюється з винагородою — разом з електричною стимуляцією, FinalSpark навчає нейрони формувати нові шляхи та зв’язки. Цей процес схожий на те, як навчається людський мозок, і, якщо його вдосконалити, органоїди зможуть виконувати завдання, подібні до тих, з якими справляються сучасні обчислювальні пристрої та графічні процесори.

Наразі поведінка органоїдів транслюється в прямому ефірі 24/7, що дозволяє дослідникам та громадськості спостерігати за їхньою діяльністю. Однак Джордан зазначає, що основний виклик полягає в тому, щоб знайти найбільш ефективні методи спрямування поведінки нейронів на досягнення бажаних результатів.

Розширення досліджень і застосувань

Дослідницькі групи з 34 університетів висловили зацікавленість у використанні біокомп’ютерів FinalSpark. Наразі доступ до нейроплатформи отримали вчені з таких установ, як Мічиганський університет, Вільний університет Берліна та інші. Кожна команда досліджує різні аспекти біокомп’ютерів. Наприклад, команда Мічиганського університету працює над розробкою електричних і хімічних підказок, необхідних для маніпулювання активністю органоїдів, по суті, створюючи комп’ютерну мову, специфічну для органоїдів. Тим часом дослідники з Ланкастерського університету в Лейпцигу (Німеччина) вивчають, як органоїди можуть бути інтегровані в різні моделі навчання ШІ.

Виклики та можливості

Попри багатонадійні перспективи біокомп’ютерів, на шляху їх впровадження залишаються чималі випробування. Однією з головних складностей є відсутність стандартизованих виробничих процесів для органоїдів. Крім того, тривалість життя цих живих систем обмежена: органоїди FinalSpark здатні зберігати свою життєздатність в середньому близько 100 днів, що є значним покращенням у порівнянні з початковою тривалістю життя, яка становила лише кілька годин. Втім, компанія FinalSpark досягла значних успіхів у вдосконаленні процесу виробництва органоїдів, і наразі підтримує від 2 000 до 3 000 органоїдів.

Розширення сфери застосування біокомп’ютерів

Сьогодні FinalSpark не є єдиною організацією, що досліджує органічні альтернативи кремнієвим обчислювальним системам. Анхель Гоньї-Морено, дослідник Національного центру біотехнологій Іспанії, вивчає клітинні обчислення, які передбачають використання модифікованих живих клітин для відтворення основних обчислювальних функцій, таких як пам’ять і логічні елементи. Ґоньї-Морено бачить майбутнє, в якому біокомп’ютери перевершуватимуть свої кремнієві аналоги у виконанні певних завдань, зокрема, в таких галузях, як відновлення пошкоджених екосистем. На відміну від традиційних комп’ютерів, які не можуть взаємодіяти з навколишнім середовищем, клітинні комп’ютери можуть запропонувати детальне розуміння умов навколишнього середовища, реагуючи на хімічні та інші подразники.

Майбутнє біокомп’ютерів

Дослідження біокомп’ютерів, чи то через мозкові органоїди, чи то через клітинні системи, означає значний зсув у тому, як ми уявляємо собі обчислювальні технології і як ми можемо їх розвивати. Хоча існує ще багато викликів, які необхідно подолати, потенціал біокомп’ютерів, які можуть працювати з набагато меншим споживанням енергії на відміну від систем на основі кремнію, є захватною перспективою. У міру розвитку досліджень біокомп’ютери можуть змінити ландшафт штучного інтелекту та обчислювальної техніки, пропонуючи нові, стійкі та ефективні методи обробки інформації та взаємодії з навколишнім світом.