اولین رایانه زنده جهان ساخته شد

به گفته محققان، 16 مغز رشد یافته در آزمایشگاه، اولین رایانه زنده جهان را در سوئیس اجرا می کنند.

در حالی که آموزش مدل های هوش مصنوعی 6000 برابر بیشتر از یک شهر در اروپا انرژی مصرف می کند، پردازشگرهای زیستی وعده صرفه جویی شدید در انرژی را می دهند.

یک شرکت فناوری سوئیسی به نام Final Spark با موفقیت یک پلتفرم عصبی را راه‌اندازی کرد که اولین پلتفرم پردازش زیستی در جهان است که در آن ارگانوئیدهای مغز انسان (نسخه‌های مینیاتوری اندام‌ها در آزمایشگاه) وظایف محاسباتی را به جای تراشه‌های سیلیکونی انجام می‌دهند.

اولین کامپیوتر زنده دنیا دارای مهارت‌های پردازش 16 ارگانوئید مغزی است که طبق ادعای شرکت، میلیون‌ها برابر کمتر از همتایان سیلیکونی خود انرژی مصرف می‌کنند.

تراشه‌های مبتنی بر سیلیکون، که با کوچک‌تر کردن تراشه‌ها و مقیاس‌پذیری آسان‌تر، محاسبات را متحول کردند، به دلیل ناکارآمدی و عملکرد پایین‌شان نیز شناخته می‌شوند. ترانزیستورهای روی این تراشه ها منبع انرژی آنها هستند و با رشد برنامه هایی مانند توسعه مدل های هوش مصنوعی، تأثیر این ناکارآمدی ها به طور فزاینده ای آشکار می شود.

طبق محاسبات FinalSpark، فقط آموزش مدل زبان بزرگ محبوب GPT-3 که در روزهای اولیه به ChatGPT نیرو می داد، 10 گیگاوات ساعت انرژی مصرف می کرد. این انرژی 6000 برابر بیشتر از میانگین مصرف یک شهر اروپایی برای یک سال کامل است.

جایگزینی تراشه های سیلیکونی با پردازنده های مبتنی بر زیست می تواند منجر به صرفه جویی شدید در انرژی شود.

FinalSpark به آزمایشگاه‌های تحقیقاتی این امکان را می‌دهد تا قدرت پردازنده‌های بیولوژیکی خود را روی پلتفرم عصبی آزمایش کنند.

نورپلتفرم چگونه کار می کند؟

از آنجایی که پلتفرم عصبی از بافت مغز انسان برای پردازش داده ها استفاده می کند، اساساً بستری است که در آن سخت افزار، نرم افزار و زیست شناسی با هم ترکیب می شوند. محققان اغلب چنین سیستمی را مرطوب‌افزار می‌نامند زیرا حاوی یک جزء بیولوژیکی است.

FinalSpark این اجزای متنوع را از طریق یک راه‌اندازی خلاقانه به نام آرایه‌های چند الکترودی (MEA) که در آن توده‌های سه‌بعدی از بافت مغز قرار می‌گیرند، به کار انداخت.

هر آرایه چند الکترودی (MEA) دارای چهار ارگانوئید مغزی است که به هشت الکترود متصل هستند. این الکترودها نقش دوگانه تحریک اندامک ها و ثبت داده هایی را که پردازش می کنند ایفا می کنند.

اطلاعات از طریق مبدل های دیجیتال به آنالوگ با وضوح 16 بیت و فرکانس 30 کیلوهرتز منتقل می شود. یک سیستم میکروسیال پشتیبانی حیاتی برای آرایه های چند الکترودی فراهم می کند و دوربین ها می توانند عملکرد کلی آنها را نظارت کنند.

در بخش نرم افزار، Neuroplatform شامل یک پشته است که ورود متغیرها برای محاسبات و خواندن و تفسیر داده های خروجی را آسان می کند.

یک بیوپروسسور چقدر کار می کند؟

Final Spark ادعا می کند که پردازنده آن میلیون ها برابر کمتر از یک تراشه سیلیکونی انرژی مصرف می کند. با این حال، بخش زنده سیستم کامپیوتری او نیز در خطر مرگ و در نهایت از کار افتادن است.

بر خلاف تراشه‌های سیلیکونی که فقط به برق نیاز دارند و می‌توانند برای سال‌ها، اگر نه دهه‌ها، کار کنند، زمانی که از یک جزء بیولوژیکی استفاده می‌شود، سیستم نیاز به نیرو دارد و همچنان خطر مرگ را تهدید می‌کند.

Final Spark در سال‌های اولیه خود با چالش‌های زیادی روبرو شد زیرا ارگانوئیدها در عرض چند ساعت از بین رفتند. این شرکت برای رفع این نقص کار کرده و سیستم های MEA خود را بهبود بخشیده است تا اطمینان حاصل شود که ارگانوئیدها تا 100 روز زنده می مانند.

NeuroPlatform اکنون برای اهداف تحقیق و توسعه در دسترس کاربران سازمانی است. طبق گزارش ها، این دسترسی با قیمت 500 دلار برای هر کاربر در ماه در دسترس است.

Final Spark با همکاری 9 موسسه دیگر امیدوار است به زودی اولین پردازنده زنده دنیا را ایجاد کند.

نتایج این تحقیق در Frontiers in Artificial Intelligence منتشر شده است.