В США пытались создать биокомпьютер на протяжении целых 20 лет и только в 2024 году попытка стала удачной. Система, созданная из стволовых клеток человека, способна распознавать речь и решать уравнения.
В прошлом году американские ученые во главе с Томасом Хартунгом из Университета Джонса Хопкинса представили новое видение развития электронных систем, которое назвали концепцией "органоидного интеллекта". Главная разница в том, что подход к искусственному интеллекту рассчитан на попытки сделать компьютер более похожим на человеческий мозг. В случае с "органоидным интеллектом" используются сами клетки мозга, размещенные на плате процессора.
"Благодаря высокой пластичности и адаптируемости органоида Brainoware может изменяться и реорганизовываться в ответ на электрическую стимуляцию, что доказывает ее способность к резервуарным вычислениям", — пишут американские ученые.
Недавно другая группа американских специалистов под руководством инженера Фэн Го из Университета Индианы в Блумингтоне рассказала, что создала основанный на этом принципе биопроцессор и успешно протестировала его на таких задачах, как распознавание речи и прогнозирование решений нелинейных уравнений.
Система, названная Brainoware, представляет собой подключенный к микросхемам "мини-мозг" — органоид из нейронов, выращенных из плюрипотентных стволовых клеток человека. Исследователи поместили фрагмент культивированной нервной ткани на пластину с тысячами электродов, соединяющих устройства ввода и вывода, в качестве которых использовали обычные компьютеры.
Уникальность мозга
Мозг человека содержит около 86 миллиардов нейронов и до квадриллиона синапсов. Каждая клетка cвязана с тысячами других, постоянно реагирующих на входящие сигналы и взаимодействующих друг с другом. Самым современным процессорам пока под силу воссоздать лишь небольшую часть этой уникальной природной системы.
Один из секретов эффективности мозга в том, что его клетки — нейроны — одновременно выполняют функции процессора и устройства памяти. А в большинстве современных вычислительных устройств эти два функциональных блока отделены друг от друга.
Попытки
В 2018-м китайские ученые смоделировали одну секунду активности одного процента мозга — с помощью самого быстродействующего на тот момент суперкомпьютера Sunway Taihulight.
У машины с 10,5 миллиона процессорных ядер ушло четыре минуты — притом что она занимает 1000 квадратных метров и потребляет 16 мегаватт энергии.
Для сравнения: мозг человека объемом около двух литров требует энергии меньше, чем обычная электрическая лампочка.
Возможности биокомпьютера
- Чтобы продемонстрировать потенциал системы Brainoware, исследователи представили ей 240 аудиозаписей, сделанных восемью мужчинами, говорящими на японском языке. После двухдневного обучения Brainoware определяла голос конкретного человека с точностью 78%.
- Также, исследователи попросили Brainoware просчитать отображение Эно — динамическую систему, демонстрирующую хаотическое поведение, для описания которой используют нелинейные уравнения. Через четыре дня самостоятельного обучения без вмешательства человека биокомпьютер сумел предсказать поведение системы с большей точностью, чем искусственная нейронная сеть.
- Ученые доказали, что Brainoware может работать как нейропроцессор — получать, запоминать и обрабатывать информацию. Нейронная сеть органоида способна преобразовывать звуки в набор электрических сигналов.
Какой потенциал?
Пока ученым удалось создать прототип пусть и ключевого, но только одного из элементов будущего биокомпьютера. На разработку полноценной системы уйдут десятилетия.
Итог
Отвечая на вопрос о страшном нашествии "умных машин", можно смело говорить, что бояться нечего. Однако, сфера машинного обучения и использование искусственного интеллекта развивается стремительно и широко используется. Это влечет за собой не только прогресс, но и проблемы, связанные с этикой. Например: нечестное написание научных работ, создание креатива и выдвижение его под своим именем, создание ложных новостей и так далее.
По моему мнению, правительствам государств точно следует задуматься о новых ограничениях использования искусственного интеллекта, дабы защитить общество от возможных этических проблем.
