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. Subskrybuj
Technologie
Sztuczna inteligencja przeorze firmy. Wiemy, kto może się bać
Materiał Promocyjny
Naszą siłą jest różnorodność
Technologie
Smartfon będzie ładowany raz na miesiąc i trwalszy. Rewolucja w bateriach
Technologie
Neuralink Elona Muska pozwany. Pracownica zaatakowana przez małpę w czasie testów
Technologie
Zaskakujące zmiany w amerykańskich więzieniach. To będzie „wirtualna odsiadka”
Akcje Specjalne
Dekarbonizacja gospodarki bez wodoru będzie bardzo trudna
Technologie
Supermoc dla wszystkich. Rewolucyjne rozwiązanie da niezwykłą siłę i szybkość
Materiał Promocyjny
Sztuczna inteligencja może być wykorzystywana w każdej branży