Acum câteva săptămâni într-un interviu cu tehnologul Marco Moretti, autorul cărții recente, Viitor. o călătorie în viitor, științe și tehnologii emergente și scenarii de potențială tehnocrație digitală publicat de goWare, am văzut cum se bazează valurile inovatoare ale viitorului convergenţa disciplinelor și colaborarea între oameni de știință și tehnologi din medii diferite.
Cunoștințele sectoriale se vor îmbogăți reciproc pentru a atinge noi obiective cognitive și a da viață științe sintetice și colaborative. Aceasta este ceea ce vedem deja în osmoza dintre biotehnologie și tehnologia informației. Această confluență de cunoștințe și practici va duce la ceva care ar putea părea uimitor astăzi: un computer bio, adică un computer biologic format din celule și componente electronice integrate.
Un biocomputer este un sistem de calcul complex și eficient care reușește să reproducă artificial procesele cognitive și de învățare ale creierului uman. Pentru ca inteligența artificială să depășească capacitatea deinteligența biologică colectivă trebuie să se poată baza pe puterea de calcul oferită de computerul biologic care depășește cea pusă la dispoziție de computerul cuantic, la care se lucrează deja și care cu siguranță o va precede.
S-ar putea spune că computerul biologic, sau mai corect a dispozitiv neuromorf, este evoluția calculului cuantic într-o nouă generație de mașini.
Cu siguranță nu este ceva ce vom vedea pe termen scurt, dar există deja niște rezultate apreciabile în această direcție.
Brainware
De exemplu, există deja Brainoware, o premieră sistem neuromorf conceput și dezvoltat de cercetători de la universitățile din Indiana Bloomington, Florida și Cincinnati și de cei de la Centrul Medical Spitalul de Copii din orașul Ohio.
Brainoware este un organoid cerebral hibrid, un fel de mini dispozitiv alcătuit dintr-o mică structură neuronală crescută in vitro cu celule stem umane și un circuit care este conectat la aceasta și trimite stimulări electrice pentru a interpreta apoi activitatea neutră a organoidului stimulat de astfel de stimuli.
Organoizii sunt modele in vitro mai sofisticate și mai precise ale organelor și țesuturilor umane sau animale. Datorită acestei naturi, au potențialul și capacitatea de a revoluționa, de exemplu, studiul și tratamentul bolilor. Dar sunt foarte eficiente și în alte domenii, precum știința cognitivă și învățarea.
Oamenii de știință care lucrează la proiectul Brainoware au creat un sistem de calcul și recunoaștere a vorbirii neuromorfe susținut de celulele creierului care insuflă eficiență în sistem, viteză și putere de procesare cu un consum redus de energie în comparație cu cel cerut pentru sarcini similare de către mașinile electronice tradiționale.
Il consum redus de energie în raport cu performanţa este unul dintre cele mai mari puncte forte ale sistemului neuromorf.
Etalonul cu rețelele neuronale de siliciu
Creatorii Brainoware au realizat un etalon între performanța unei rețele neuronale tradiționale și cea a Brainoware cu două tipuri de teste, primul neurolingvistic și al doilea matematic.
Il test de limbă a trebuit să constate capacitatea sistemului de a identifica sunetele vocale ale limbii japoneze prin extragerea lor din 240 de clipuri audio înregistrate de opt vorbitori diferiți. După antrenarea algoritmului de învățare, Brainoware a devenit extrem de eficient, trecând de la 51% acuratețe la 78%. În acest test, a depășit semnificativ sistemul neuronal in silico în ceea ce privește precizia și viteza de execuție.
în test matematic, cercetătorii au încercat să facă sistemele să prezică o hartă Hénon, care este un model matematic al unui sistem haotic.
Aici, Brainoware s-a dovedit a fi puțin mai puțin precis decât rețelele neuronale bazate pe siliciu, dar timpul de antrenament a fost cu 90% mai mic decât cel al concurentului.
Inteligența organoidă
Această cercetare a avut loc în urma unei hărți de parcurs a inteligenței organoide, pregătită de o echipă internațională condusă de Universitatea Johns Hopkins din Baltimore.
Cei 40 de oameni de știință implicați în proiect își propun să dezvolte a sistem organoid ultra-eficient care pot rezolva probleme care depășesc capacitățile computerelor convenționale.
Acesta este un obiectiv la care lucrează și echipele de calcul cuantic.
Nu sunt doar probleme tehnologice ridicate de această nouă provocare științifică. Calculatorul biologic ridică, de asemenea, a o multitudine de probleme neuroetice legate de utilizarea pe scară largă a organoidelor cerebrale de tip tulpină în scopuri computaționale.
Determinarea celor 40 de oameni de știință de a dezvolta o tehnologie care explorează potențialul inteligenței organoide și-a găsit expresia într-o declarație de intenție, numită „Declarația de la Baltimore”.
În acest document, semnatarii solicită comunității științifice internaționale: „să exploreze potențialul culturilor de celule organoide ale creierului uman pentru a avansa înțelegerea noastră asupra acestora din urmă și pentru a încuraja apariția de noi forme de biocomputing. fără a ignora implicaţiile etice dintre aceste procese”.
Creierul într-o tavă
Documentul continuă după cum urmează:
„Inteligenta organoidă poate genera aplicații diverse și de anvergură, capabile să beneficieze umanitatea și planeta noastră și, de asemenea, capabile să stimuleze dezvoltarea studiului inteligenței organoide ca disciplină științifică colaborativă. Această știință promite să arunce lumină asupra fiziologiei funcțiilor cognitive umane, cum ar fi memoria și învățarea. Prezent oportunități revoluționare în calculul biologic și hibrid, cu potențialul de a depăși limitările stricte ale calculului bazat pe siliciu. De asemenea, oferă perspectiva unor progrese fără precedent în interfețele creier-mașină. În cele din urmă, inteligența organoidă ar putea permite inovații în modelarea și tratamentul tulburărilor neurogenerativeprovocând o povară imensă și în creștere de boli la nivel global.”
Fără alarme: dezvoltarea inteligenței organoide în tehnologie comercială de masă va dura zeci de ani. Va rămâne o chestiune de laborator pentru mult timp. Creierul într-o tavă pe un pat de cabluri nu va ajunge atât de curând pe mesele noastre.
Acest domeniu de aplicare este încă în domeniul science fiction-ului.
Chat
Surse:
Michael Peel, Oamenii de știință folosesc în avans țesuturi asemănătoare creierului pentru cercetarea „biocomputing”., „The Financial Times”, 11 decembrie 2023
Peter Hess, Oamenii de știință inventează computerul „Brainoware” care utilizează neuroni umani și hardware-ul tehnologic – în timp ce se apropie cu un pas de fuziunea omului cu mașina, „The Mailonline”, 11 decembrie 2023
Clive Cookson, Oamenii de știință vizează progresul „biocomputing” prin utilizarea celulelor creierului uman, în „The Financial Times”, 28 februarie 2023
