Inteligenţă artificială sisteme, chiar și cele la fel de sofisticate ca ChatGPTdepind de același hardware pe bază de siliciu care a fost baza de calcul încă din anii 1950. Dar dacă computerele ar putea fi modelate din materie biologică vie? Unii cercetători din mediul academic și din sectorul comercial, atenți la cerințele crescânde ale AI pentru stocarea datelor și energie, se concentrează pe un domeniu în creștere cunoscut sub numele de biocomputing. Această abordare folosește biologia sintetică, cum ar fi grupuri miniaturale de celule crescute în laborator numite organoizipentru a crea arhitectura computerului. Pionierii biocomputing-ului includ compania elvețiană FinalSpark, care la începutul acestui an și-a lansat „Neuroplatform” – o platformă de computer alimentată de organoizi ai creierului uman – pe care oamenii de știință o pot închiria prin internet pentru 500 de dolari pe lună.
„Din câte știu, suntem singurii din lume care facem asta” pe o platformă care poate fi închiriată public, spune co-fondatorul FinalSpark. Fred Jordan. Finanțat inițial cu fonduri de la start-up-ul anterior al co-fondatorilor săi, FinalSpark caută o modalitate durabilă din punct de vedere ecologic de a sprijini AI. „Obiectivul nostru principal este inteligența artificială pentru a obține de 100.000 de ori mai puțină energie” decât ceea ce este necesar în prezent pentru a antrena IA generativă de ultimă generație, spune Jordan. Neuroplatform utilizează o serie de unități de procesare care găzduiesc fiecare patru organoizi cerebrali sferici. Fiecare organoid cu lățimea de 0,5 milimetri este conectat la opt electrozi care stimulează electric neuronii din sfera vie; acei electrozi leagă, de asemenea, organoizii la rețelele de computere convenționale. Neuronii sunt expuși selectiv la neurotransmițătorul dopamină pentru a imita sistemul natural de recompensă al creierului uman. Aceste configurații gemene – recompense pozitive pentru dopamină și stimulare electrică – antrenează neuronii organoizilor, determinându-i să formeze noi căi și conexiuni, în același mod în care un creier uman viu pare să învețe. Dacă este perfecționată, această pregătire ar putea permite organoizilor să imite AI pe bază de siliciu și să servească drept unități de procesare cu funcții similare CPU-urilor (unități centrale de procesare) și GPU-urilor (unități de procesare grafică) de astăzi, spune FinalSpark.
Deocamdată, organoizii și comportamentul lor sunt transmis în direct 24 de ore pe zi pentru ca cercetătorii (și oricine altcineva) să le observe. „Provocarea este să găsim modalitatea potrivită de a determina neuronii să facă ceea ce vrem noi să facă”, spune Jordan.
LEGATE: 12 momente de schimbare a jocului din istoria inteligenței artificiale (AI)
Echipele de cercetare din 34 de universități au cerut să folosească biocalculatoarele FinalSpark, iar până acum compania a oferit acces oamenilor de știință de la Universitatea din Michigan, Universitatea Liberă din Berlin și alte șapte instituții. Proiectul fiecăruia se concentrează pe un aspect diferit al biocalculării. Echipa Universității din Michigan, de exemplu, investighează indicațiile electrice și chimice necesare pentru a schimba activitatea organoidului – de fapt creând blocurile de bază ale unui limbaj computerizat specific organoidului. Între timp, oamenii de știință de la Universitatea Lancaster din Leipzig din Germania încearcă să integreze organoizii în diferite modele de învățare AI.
Rămân puncte de blocare pentru capacitatea computerului organoid de a concura cu siliciul la scară largă. În primul rând, nu există un sistem de producție standardizat. Și creierele vii mor: organoizii lui FinalSpark supraviețuiesc doar o medie de aproximativ 100 de zile (și acesta este un progres considerabil față de durata de viață a experimentului original, care a fost de doar câteva ore). Dar Jordan observă că Neuroplatform și-a „raționalizat” procesul intern de fabricare a organoizilor, iar unitatea sa găzduiește în prezent între 2.000 și 3.000 dintre acestea.
FinalSpark nu este singurul în căutarea alternativelor organice la calculul pe bază de siliciu, iar organoizii creierului nu sunt singura cale posibilă de urmat. „Există diferite arome de biocomputing”, spune Ángel Goñi-Morenocercetător la Centrul Național pentru Biotehnologie din Spania. Goñi-Moreno studiază calculul celular sau utilizarea celulelor vii modificate pentru a crea sisteme care pot reproduce „memoria, porțile logice și celelalte elemente de bază ale procesului decizional pe care le cunoaștem din informatica convențională”, spune el. Echipa sa caută sarcini în care biocomputerele își depășesc omoloagele din siliciu – o dinamică pe care o numește „supremație celulară”. În special, Goñi-Moreno consideră că, deoarece computerele celulare pot reacționa la condițiile lor de mediu, ar putea facilita bioremedierea sau restaurarea ecosistemelor deteriorate. „Acesta este un domeniu în care computerele convenționale nu pot face practic nimic”, spune Goñi-Moreno. „Nu poți să arunci un computer într-un lac și să-ți spună starea mediului”. Cu toate acestea, un computer bacterian scufundat ar putea oferi o citire nuanțată a condițiilor de mediu pe măsură ce celulele răspund la stimuli chimici și de altă natură.
Unde Goñi-Moreno se concentrează pe bacterii, Andrew Adamatzky al Universității de Vest a Angliei, redactor-șef fondator al Jurnalul internațional de calcul neconvențional, a studiat posibilitățile de calcul ale ciupercilor. Micelia, sau rețelele de fire fungice, prezintă potențiale electrice în creștere similare cu cele găsite în neuroni, spune Adamatzky. El speră să profite de aceste proprietăți electrice pentru a crea un sistem de calcul fungic asemănător creierului, care este „potențial capabil să învețe, să calculeze rezervoare, să recunoască modele și multe altele”. Echipa lui Adamatzky a pregătit deja cu succes rețelele fungice pentru a ajuta sistemele informatice să îndeplinească anumite funcții matematice. „Computingul fungic oferă mai multe avantaje față de calculul bazat pe organoizi cerebrali”, spune Adamatzky, „în special în ceea ce privește simplitatea etică, ușurința cultivării, rezistența la mediu, rentabilitatea și integrarea cu tehnologiile existente”.
Jordan este conștient de considerentele implicate în utilizarea neuronilor umani cultivați în scopuri nonmedicale. O dezbatere bioetică în curs se referă la dacă mini-creierele ar putea câștiga conștiință, deși există încă nicio dovadă că a fost creat vreodată într-un laborator. Jordan spune că în prezent caută filozofi și cercetători cu „fondul cultural care să ne ajute să răspundem la aceste întrebări etice”.
Adamatzky recunoaște că organoizii creierului „ar putea oferi funcționalități avansate datorită structurilor lor complexe și asemănătoare neuronilor”, în ciuda susținerii sale pentru calcularea fungică. Jordan, la rândul său, este încrezător în alegerea FinalSpark pentru biocomputerele sale. Dintre toate celulele de a alege, spune el, „neuronii umani sunt cei mai buni la învățare”.
Acest articol a fost publicat pentru prima dată la științific american. © ScientificAmerican.com. Toate drepturile rezervate. Urmați mai departe TikTok și Instagram, X şi Facebook.