Biokomputery zasilane ludzkimi neuronami przyszłością AI? To już się dzieje
Biokomputery, wykorzystujące żywe neurony, mogą zrewolucjonizować sztuczną inteligencję. "Takie procesory byłyby nieporównanie wydajniejsze od krzemowych chipów obsługujących sztuczną inteligencję" - przekazała ekspertka w zakresie neuronauki dr Ewelina Kurtys.
Kilka firm i zespołów naukowych na świecie pracuje nad wykorzystaniem żywych neuronów do budowy biokomputerów, co może zrewolucjonizować rynek. "Głównym powodem, dla którego pracujemy nad komputerami z żywych neuronów jest to, że komórki nerwowe są bardzo wydajne energetycznie" - wyjaśnia dr dr Ewelina Kurtys, ekspertka z zakresu neuronauki, pracująca w szwajcarskiej firmie FinalSpark w rozmowie z portalem "Nauka w Polsce".
Neurony hodowane są w laboratorium z "odpowiednią pożywką"
Ekspertka podkreśla, że potencjał energetyczny i innowacyjność "żywego procesora" jest niewyobrażalny, a jego stworzenie to ogromne wyzwanie. "Neurony to komórki, które są bardzo wrażliwe na wszelkie zmiany w środowisku. Trzeba bardzo ściśle monitorować wszelkie parametry, takie jak dostęp do tlenu, składników odżywczych, temperatura itp." - zaznacza. W laboratorium FinalSpark hodowana jest grupa ok. 10 tys. neuronów, które tworzą struktury o wielkości ok. 0,5 mm. "Hodujemy je na płytce z odpowiednią pożywką" - dodaje badaczka.
Choć komórki nerwowe są delikatne, w odpowiednich warunkach mogą działać przez długi czas. "Wiemy, że neurony w ludzkim mózgu mogą żyć nawet sto lat" - mówi dr Kurtys. Jak opisuje, teoretycznie więc żywe, hodowane sieci neuronowe mogą także pracować latami. Obecnie, w laboratorium, neurony są utrzymywane przy życiu przez trzy miesiące, bo taki czas jest potrzebny do badań.
Dalsza część artykułu pod materiałem wideo
Ekspertka wyjaśnia, że neurony, które pozostają w ich laboratorium podłączane są do ośmiu elektrod. Wszystko po to, by za ich pomocą przesyłać i odbierać od komórek sygnały elektryczne. "Neurony komunikują się bowiem za pomocą impulsów chemicznych i elektrycznych. W ten sposób trenujemy naszą sieć i odzyskujemy z niej informacje" - wyjaśnia dr Kurtys.
Są pierwsze sukcesy
Żywa sieć neuronów może działać trochę jak tzw. czarna skrzynka. Celem zespołu naukowców jest zrozumienie, jak działają neurony i jak się uczą. Podkreślają, że chcą stworzyć bioprocesor oparty na ludzkich neuronach, bo ich zdaniem ludzki mózg jest wyjątkowy i ma największe możliwości obliczeniowe spośród mózgów wszystkich gatunków.
"Sądzimy, że użycie komórek ludzkich pozwoli w przyszłości na przetwarzanie bardziej złożonych algorytmów. Mamy ambitny cel, aby w ciągu dekady opracować działający biokomputer. Przewidujemy, że taka technologia przyniesie ponad miliard dolarów zysku rocznie" – podkreśliła dr Kurtys.
W dziedzinie badań nad sieciami neuronowymi, badaczka wraz ze swoim zespołem osiągnęła pierwsze sukcesy. Na obecnym, bardzo wczesnym etapie, udało im się zapisać jeden bit informacji w żywej sieci. Choć to niewiele, sukcesem jest już sama możliwość kontrolowania sieci złożonej z żywych komórek. Konkurenci z australijskiej firmy Cortical Labs zdołali wytrenować podobną sieć do sterowania grą 'Pong'. Dr Kurtys przyznała, że próbowali powtórzyć ten wynik, ale jak dotąd bez powodzenia.
Czy biokomputery zastąpią tradycyjne procesory?
Dr Kurtys przewiduje, że biokomputery nie wyprą tradycyjnych procesorów, ale będą je uzupełniać. "Widzę przyszłość, w której różne technologie będą stosowane jednocześnie, w różnych celach" - stwierdza. Biokomputery mogą być bardziej wydajne od krzemowych chipów w niektórych zastosowaniach, ale tradycyjne komputery nadal będą miały swoje miejsce.
W obszarze uczenia sieci neuronowych, badaczka i jej zespół odnieśli pierwsze sukcesy. "Na obecnym etapie udało nam się zapisać w żywej sieci jeden bit informacji" - opowiada dr Kurtys. To dopiero początek drogi, ale badania nad biokomputerami mogą przynieść znaczące korzyści w przyszłości.
