Компьютеры с живыми человеческими нейронами уже работают: их научили играть и управлять роботами
Но мы все еще не знаем, почему эти системы так эффективны.
В разработке находятся компьютеры на основе живых человеческих нейронов, способные выполнять ИИ-задачи с гораздо меньшим энергопотреблением, чем обычные процессоры. Первые прототипы уже играют в видеоигры, распознают шрифт Брайля и управляют роботами.
В основе технологии лежат органоиды мозга, выращенные из стволовых клеток: эти структуры содержат нейроны, способные обмениваться электрическими сигналами и изменять свою активность в процессе обучения. Исследователи размещают клетки на электродах, передают им информацию в виде электрических импульсов, а затем преобразуют ответные сигналы в команды.
По оценкам ученых, биологические нейронные сети способны обрабатывать информацию на порядки эффективнее современных чипов. Правда, точные механизмы такой экономичности пока остаются предметом исследований.
Компания 28bio уже обучила группы нейронов играть в Pac-Man. Когда персонаж собирал фрукт, клетки получали короткий отдых, а при столкновении с привидением подвергались интенсивной электрической стимуляции — так исследователи формировали реакции, необходимые для прохождения игры.
Интересно, что добавление белка BDNF, участвующего в процессах обучения и памяти, позволило нейронам сохранять приобретенные навыки до 48 часов.
FinalSpark пошла дальше и дала исследователям удаленный доступ к органоидам, размещенным на специальных электродных матрицах. В одном из экспериментов роботизированная рука с тактильными датчиками научилась распознавать шрифт Брайля с точностью 83%. Сигналы от датчиков поступали к живым нейронам, затем система интерпретировала их электрическую активность и определяла соответствующие буквы.
Тем временем Cortical Labs выпустила биологическую вычислительную систему CL1. Внутри устройства находятся живые нейроны, расположенные на электродах, специальные трубки обеспечивают постоянную подачу питательной среды. Компания экспериментирует и с объединением нескольких таких устройств в единую сеть.
Помимо ИИ разработчики рассчитывают применять биокомпьютеры в робототехнике и поиске лекарств. Например, специалисты Университета Джонса Хопкинса экспериментируют с органоидами, несущими генетические мутации, связанные с аутизмом и эпилепсией.
Исследователи обнаружили повышенную склонность таких нейронных структур к аномальной электрической активности под воздействием температуры, инфекций и некоторых препаратов. В дальнейшем подобные модели могут сократить потребность в медицинских экспериментах на животных.
