Tweet byl autorem smazán.
Ale my jsme všechno uložili 🙂.
Zatímco technologičtí giganti budují stále výkonnější datová centra pro umělou inteligenci, někteří výzkumníci hledají zcela jinou výpočetní architekturu. Australský startup Cortical Labs představil systém, v němž výpočty neprovádějí křemíkové čipy, ale lidské mozkové buňky vypěstované v laboratoři. Tento experiment může znamenat začátek éry biologických počítačů, kdy se postupně stírá hranice mezi biologií a technologií.
Tento článek byl přeložen z originálu. Přečtěte si původní verzi od našeho korespondenta zde.
Takový vývoj se může zdát jako vědecký experiment, ale zájem o něj roste právě kvůli omezením tradiční výpočetní architektury. Moderní klastry GPU spotřebovávají stovky wattů na čip a vyžadují obrovská datová centra, zatímco biologické neuronové systémy mohou být schopny řešit úlohy učení a adaptace s výrazně nižší spotřebou energie. Pokud se tyto technologie budou dále rozvíjet, může to představovat nejen další startup, ale pokus o přehodnocení samotných principů fungování výpočetních systémů.
Klíčovou vlastností těchto systémů je schopnost neuronů učit se a přizpůsobovat se. Na rozdíl od klasických procesorů, které striktně vykonávají naprogramované instrukce, mohou živé neuronové sítě měnit své chování v závislosti na příchozích signálech. Experimenty s těmito systémy již ukázaly, že biologické neuronové kultury jsou schopny základního učení. Například v systému DishBrain se kultivované neurony naučily komunikovat se simulací hry Pong a přizpůsobovaly svou aktivitu tomu, co se dělo na obrazovce - výsledky tohoto experimentu byly publikovány v časopise Neuron. V pozdějších demonstracích vědci také ukázali, že neuronové kultury mohou reagovat na prvky hry Doom a vytvářet jednoduché modely učení a adaptivního chování.
V praxi to představuje hybridní systém, kde biologie spolupracuje s programovatelnou elektronikou. Křemíkové čipy zajišťují rozhraní a zpracování signálu, zatímco nervové buňky vykonávají část výpočetní práce pomocí svých mechanismů učení. Tento přístup by mohl propojit dva světy - umělou inteligenci a neurobiologii - a vytvořit tak nový typ výpočetní techniky, která v současnosti existuje někde na pomezí laboratorního experimentu a budoucí technologické platformy.
Zároveň roste i energetická zátěž. Moderní datová centra již spotřebovávají asi 1-1,5 % světové spotřeby elektřiny a jejich chlazení vyžaduje značné množství vody.
Jeden výkonný grafický procesor může spotřebovat 400 až 700 W a velké clustery obsahují tisíce takových čipů. V důsledku toho se infrastruktura umělé inteligence stává jedním z energeticky nejnáročnějších segmentů digitální ekonomiky.
Proto výzkumníci v poslední době začali hledat alternativní výpočetní architektury. Biologické systémy by mohly být potenciálně mnohem efektivnější. Například jeden modul CL1 od společnosti Cortical Labs spotřebuje přibližně 30 W, což je řádově méně než moderní grafické procesory. Ačkoli jsou tyto technologie stále v rané fázi, jejich vznik ukazuje, že průmysl začíná hledat řešení energetické krize ve výpočetní technice, která doprovází rychlý růst umělé inteligence.
Další důležitá aplikace se týká modelování nemocí a vývoje léků. Neuronové kultury lze vypěstovat z lidských buněk a použít je jako modely pro studium neurodegenerativních onemocnění, jako je Alzheimerova nebo Parkinsonova choroba. V těchto systémech mohou vědci pozorovat, jak se mění nervová aktivita pod vlivem různých látek, a testovat potenciální léčbu rychleji a přesněji než na tradičních laboratorních modelech.
V neposlední řadě mohou tyto systémy hrát roli i v budoucím vývoji umělé inteligence. Živé neuronové sítě mají přirozenou schopnost učit se a přizpůsobovat se, což z nich činí potenciální platformu pro experimentování s novými učebními algoritmy. Na rozdíl od běžných neuronových sítí, které vyžadují obrovské výpočetní zdroje pro trénink, mohou biologické systémy vykazovat adaptivní chování prostřednictvím interakcí mezi buňkami. Z tohoto důvodu by se biologické výpočty mohly ukázat jako obzvláště slibné v oblastech, kde je nezbytné učení, samoorganizace a přizpůsobení se novým datům.
Jedna z klíčových otázek se týká toho, kde leží hranice mezi biologickým materiálem a systémem schopným vykazovat známky citlivosti nebo komplexního chování. Dnešní neuronové kultury jsou relativně jednoduché struktury sestávající z desítek či stovek tisíc buněk a nemají vědomí. Výzkumníci nicméně připouštějí, že s rozvojem technologie mohou vyvstat nové výzvy - od norem biologické bezpečnosti až po pravidla upravující používání lidských buněk a omezení pro vytváření složitějších nervových systémů.
Proto odborníci stále častěji tvrdí, že právní a etický rámec budoucího odvětví biologické výpočetní techniky by měl být předem projednán. Pokud se tyto technologie nakonec dostanou mimo laboratoře a stanou se součástí počítačové infrastruktury, budou pravděpodobně vyžadovat samostatnou regulaci - podobně jako tomu bylo v případě genetického výzkumu a umělé inteligence. Čím dříve tato diskuse začne, tím větší je šance, že vývoj této nové technologické oblasti bude probíhat nejen rychle, ale také zodpovědně.