Komputery będą zasilane ludzkimi komórkami. Gigantyczna wydajność i oszczędność

Przyszłością informatyki jest biokomputer zasilany ludzkimi komórkami mózgowymi, który mógłby zostać opracowany jeszcze za naszego życia – uważają naukowcy.

Publikacja: 20.03.2023 01:25

Mózg znacznie przewyższa maszyny w wykonywaniu wielu zadań

Mózg znacznie przewyższa maszyny w wykonywaniu wielu zadań

Foto: shutterstock

Nadszedł czas, aby stworzyć całkowicie nowy rodzaj komputera, twierdzą naukowcy z Johns Hopkins University i łączą siły z dr. Brett Kagan, naukowcem w Cortical Labs w Melbourne, który ostatnio kierował rozwojem projektu DishBrain, w ramach którego ludzkie komórki na szalce Petriego nauczyły się grać w Ponga. Biokomputer ma łączyć w sobie funkcje tradycyjnego komputera, technologii sztucznej inteligencji i ma być zasilany ludzkimi komórkami mózgowymi.

W artykule opublikowanym w czasopiśmie „Frontiers in Science” naukowcy opisują, w jaki sposób komputery biologiczne mogą przewyższyć dzisiejsze komputery elektroniczne w niektórych zastosowaniach, zużywając niewielką część energii elektrycznej wymaganej przez dzisiejsze centra komputerowe i serwerownie.

Naukowcy zaczęli od stworzenia małych skupisk 50 000 komórek mózgowych wyhodowanych z komórek macierzystych – tzw. organoidów. To mniej więcej jedna trzecia wielkości mózgu muszki owocowej. Ich celem jest jednak 10 milionów neuronów, co odpowiadałoby liczbie neuronów w mózgu żółwia. Dla porównania przeciętny ludzki mózg ma ponad 80 miliardów neuronów.

Czytaj więcej

Naukowcy: Rozmowa ze zwierzętami będzie wkrótce możliwa

Ludzki mózg nadal znacznie przewyższa maszyny w wykonywaniu określonych zadań. Na przykład ludzie mogą nauczyć się rozróżniać dwa typy obiektów (takie jak pies i kot) za pomocą zaledwie kilku prób, podczas gdy algorytmy sztucznej inteligencji potrzebują wielu tysięcy prób. I chociaż AI pokonała mistrza świata w Go w 2016 roku, to jej wytrenowanie wymagało danych z 160 000 gier – co odpowiada grze przez 5 godzin każdego dnia przez ponad 175 lat.

Mózgi są również bardziej wydajne energetycznie. Uważa się, że ludzkie mózgi są w stanie przechowywać ilość danych o równowartości ponad milion razy większej niż pojemność przeciętnego komputera domowego (2,5 petabajta), zużywając ekwiwalent zaledwie kilku watów mocy. Z kolei amerykańskie centra danych zużywają ponad 15 000 megawatów rocznie, z czego większość jest generowana przez dziesiątki elektrowni węglowych.

Dlatego też naukowcy wpadli na pomysł stworzenia „inteligencji organoidalnej” lub OI, z organoidami mózgowymi hodowanymi w laboratorium. Chociaż organoidy mózgowe nie są „minimózgami”, mają wspólne kluczowe aspekty funkcji i struktury mózgu. Warunek jest jednak taki, że trzeba stworzyć organoidy składające się z więcej niż 50 000 obecnie wyhodowanych komórek. „W przypadku OI musielibyśmy zwiększyć tę liczbę do 10 milionów” – mówi jeden z autorów projektu, prof. Thomas Hartung z Johns Hopkins University w Baltimore.

Czytaj więcej

Nie będzie chipów w mózgu? Cios w rewolucyjny projekt Elona Muska

Naukowcy przyznają, że mogą minąć dziesięciolecia, zanim IO będzie w stanie zasilić system komputerowy dorównujący inteligencją myszy. Jednak zwiększając skalę produkcji organoidów mózgowych i szkoląc je za pomocą sztucznej inteligencji, można stworzyć w przyszłości biokomputery, które będą zapewniać najwyższą prędkość obliczeniową, moc obliczeniową, wydajność przetwarzania danych i możliwość ich przechowywania.

Badacze z Baltimore współpracują także z laboratorium Cortical Labs z Melbourne, gdzie naukowcom udało się nauczyć płaską kulturę komórek mózgowych grać w grę wideo Pong. „Pokazaliśmy, że możemy wchodzić w interakcje z żywymi neuronami biologicznymi w taki sposób, który zmusza je do modyfikowania ich aktywności, co prowadzi do czegoś, co przypomina inteligencję” – mówi dr Brett Kagan. Technologia, nad która pracuje australijsko-amerykański zespół – może również umożliwić naukowcom lepsze badanie spersonalizowanych organoidów mózgowych opracowanych ze skóry lub małych próbek krwi pacjentów cierpiących na zaburzenia neurologiczne, takie jak choroba Alzheimera, oraz przeprowadzanie testów w celu zbadania, w jaki sposób czynniki genetyczne, leki i toksyny wpływają na pojawianie się tych chorób.

Nadszedł czas, aby stworzyć całkowicie nowy rodzaj komputera, twierdzą naukowcy z Johns Hopkins University i łączą siły z dr. Brett Kagan, naukowcem w Cortical Labs w Melbourne, który ostatnio kierował rozwojem projektu DishBrain, w ramach którego ludzkie komórki na szalce Petriego nauczyły się grać w Ponga. Biokomputer ma łączyć w sobie funkcje tradycyjnego komputera, technologii sztucznej inteligencji i ma być zasilany ludzkimi komórkami mózgowymi.

W artykule opublikowanym w czasopiśmie „Frontiers in Science” naukowcy opisują, w jaki sposób komputery biologiczne mogą przewyższyć dzisiejsze komputery elektroniczne w niektórych zastosowaniach, zużywając niewielką część energii elektrycznej wymaganej przez dzisiejsze centra komputerowe i serwerownie.

Pozostało 84% artykułu
2 / 3
artykułów
Czytaj dalej. Kup teraz
Technologie
Sztuczna inteligencja przyniesie dużo wolnego czasu. To społeczna rewolucja
Technologie
Ultrasonograf zintegrowany ze stanikiem. Nowy sposób pilnowania się przed rakiem
Technologie
Stany Zjednoczone tworzą armadę bojowych dronów. Mają być nie do odparcia
Technologie
Żagle i płetwy zrewolucjonizują transport? Inspiracją wieloryby
Technologie
Pocisk, który może powrócić. Multimiliarder stworzył groźną broń
Materiał Promocyjny
Jakie technologie czy też narzędzia wspierają transformację cyfrową biznesu?