Dzięki zintegrowanej platformie to, co wcześniej wymagało miesięcy lub lat specjalistycznej pracy laboratoryjnej, można dziś wykonać w kilka godzin lub dni.
Gdy firmy na całym świecie ścigają się w budowie kolejnych centrów danych, które mają zasilać modele sztucznej inteligencji (AI), naukowcy badają, czy w systemach komputerowych można wykorzystać żywe ludzkie komórki.<\/p>
REKLAMA
REKLAMA
Australijski start-up twierdzi, że stworzył pierwsze na świecie urządzenie, które pozwala użytkownikom „uruchamiać kod” na żywych ludzkich komórkach mózgowych.<\/p>
Firma Cortical Labs opracowała system, który łączy wyhodowane w laboratorium neurony ze sprzętem krzemowym. Umożliwia to badanie zastosowań od neuronauki i modelowania chorób po robotykę i sztuczną inteligencję (AI).<\/p>
System CL1 działa tak, że neurony hodowane są z komórek macierzystych, a następnie umieszczane na chipach zdolnych do wysyłania i odbierania sygnałów elektrycznych.<\/p>
„Traktujemy te komórki jak element inżynieryjny, żeby zbudować coś, czego wcześniej w ogóle nie było i co może mieć właściwości, jakich nigdy dotąd nie potrafiliśmy wykorzystać. Jak dotąd wyniki są bardzo ekscytujące” – powiedział Brett J. Kagan, dyrektor naukowy i operacyjny Cortical Labs, w rozmowie z Euronews Next.<\/p>
„Wystarczy odrobina krwi albo fragment skóry, a można wygenerować praktycznie nieograniczoną liczbę takich komórek, które potem da się przekształcić w neurony” – dodał Kagan.<\/p>
Firma zapowiada, że pracuje nad biologicznymi centrami obliczeniowymi w Melbourne i Singapurze, gdzie można będzie instalować wiele jednostek tego systemu i zdalnie z nich korzystać.<\/p><\/cstm>Czym różni się od zwykłego układu krzemowego?<\/h3>
CL1 pozwala użytkownikom bezpośrednio wchodzić w interakcję z neuronami, wysyłając do nich sygnały elektryczne jako bodźce wejściowe i na bieżąco odczytując reakcje komórek.<\/p>
Podobnie jak tradycyjne systemy komputerowe wykorzystuje układy krzemowe, ale wyposażone w mikroelektrody, które komunikują się z żywymi neuronami, wysyłając sygnały i odczytując ich odpowiedzi jako część procesu obliczeniowego.<\/p>
W przeciwieństwie do zwykłych komputerów krzemowych, system wielkości pudełka na buty korzysta z żywych hodowli komórkowych, które muszą być zanurzone w bogatym w składniki odżywcze płynie. Takie podejście określa się czasem mianem „wetware”.<\/p>
Około 120 takich jednostek pracuje obecnie w niewielkim centrum danych w Melbourne w Australii – podaje Cortical Labs.<\/p>
Sama koncepcja hodowania neuronów w laboratorium nie jest nowa. Cortical Labs przekonuje jednak, że udało jej się wystandaryzować system, który dużo łatwiej łączy hodowle komórek z elektronicznymi interfejsami, zamiast wymagać skomplikowanych, budowanych od zera stanowisk badawczych.<\/p><\/cstm>Wydajność tkwi w ludzkiej biologii<\/h2>
To, co wcześniej wymagało miesięcy lub lat specjalistycznej pracy laboratoryjnej, dzięki zintegrowanej platformie firmy można teraz zrobić w ciągu godzin lub dni – podkreśla spółka.<\/p>
Takie bezpośrednie oddziaływanie z biologicznymi neuronami może sprawić, że obliczenia będą bardziej energooszczędne i elastyczne niż w tradycyjnych systemach.<\/p>
„Biologia jest niezwykle wydajna energetycznie. My, ludzie, nie potrzebujemy ogromnych ilości danych” – powiedział Kagan.<\/p>
„Mam małą córkę i żeby nauczyła się, czym jest pies, wystarczy, że zobaczy kilka obrazków psa. W uczeniu maszynowym potrzeba dziesiątek tysięcy, setek tysięcy przykładów, w zależności od zadania. Potrafimy też radzić sobie z niepewnością, z zaszumionymi informacjami” – dodał.<\/p>
Komórki pochodzące od ludzi mogą też mieć zastosowania badawcze. Ponieważ neurony wyrastają z próbek od dawców, odzwierciedlają ich cechy genetyczne, co pozwala naukowcom obserwować w laboratorium, jak komórki reagują na różne terapie.<\/p>
Mimo to tradycyjne komputery krzemowe wciąż znacznie lepiej radzą sobie z precyzyjnymi, szybkimi obliczeniami matematycznymi – zaznaczył Kagan. Rozwój obecnych systemów AI może zbliżać się do praktycznych granic, bo wymaga coraz większych zbiorów danych i coraz większej mocy obliczeniowej.<\/p>
W przyszłości systemy obliczeniowe prawdopodobnie będą więc łączyć podejście biologiczne z krzemowym, żeby osiągnąć możliwości, których żaden z tych kierunków nie daje samodzielnie – ocenił współzałożyciel firmy.<\/p>
„Przyszłość informatyki nadejdzie wtedy, gdy będziemy potrafili wykorzystać wszystkie dostępne nam narzędzia, żeby osiągnąć jak najlepszy rezultat”.<\/p>
Część ekspertów zgadza się, że systemy biologiczne mają zalety, takie jak niskie zużycie energii i duża zdolność adaptacji, ale zastanawia się, jak daleko można dojść z obecnymi podejściami.<\/p>
„Jeśli korzysta się wyłącznie z płaskiej sieci ludzkich neuronów, nie sądzę, by dawała ona istotną przewagę nad tradycyjnymi systemami krzemowymi” – powiedział Euronews Next Alysson R. Muotri, dyrektor Sanford Stem Cell Education and Integrated Space Stem Cell Orbital Research (ISSCOR) Center na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego w Stanach Zjednoczonych.<\/p>
Jego zdaniem większy potencjał mogą mieć bardziej złożone, trójwymiarowe struktury przypominające mózg, tak zwane organoidy, choć na razie pozostają one rozwiązaniem eksperymentalnym.<\/p><\/cstm>Wątpliwości etyczne wokół biologii w komputerach<\/h3>
Wykorzystywanie ludzkich komórek w systemach obliczeniowych rodzi pytania natury etycznej, choć badacze podkreślają, że skala obaw zależy od złożoności danego systemu.<\/p>
Muotri przyznał, że w prostszych sieciach ludzkich neuronów, takich jak te stosowane przez firmy pokroju Cortical Labs, nie dostrzega poważniejszych problemów.<\/p>
Ostrzegł jednak, że bardziej złożone struktury przypominające mózg mogą okazać się większym wyzwaniem.<\/p>
„Anatomiczna organizacja takiej tkanki… prawdopodobnie może wygenerować jakieś doświadczenie w naczyniu laboratoryjnym” – stwierdził. „To mogłoby rodzić coś w rodzaju świadomości… a świadomość, że tak jest, mogłaby budzić dyskomfort u niektórych osób”.<\/p>
Dodał, że wraz z rozwojem tej technologii takie obawy mogą wymagać nowych przepisów i form nadzoru.<\/p>
Kagan podkreślił, że podejście Cortical Labs może mieć także zalety etyczne, między innymi ograniczyć potrzebę testów na zwierzętach i dawać większą kontrolę nad systemami biologicznymi.<\/p>
„Uważamy, że to znacznie lepsza droga” – stwierdził.<\/p>
<\/p>547723dc09303b74a837590452b4a745<\/hash>