Nauka
Ziemia straciła siostrę. Badanie Wenus dowodzi, że nie jest podobna
17 grudnia 2024
Feng Guo, główny inżynier projektu, powiedział, że jego badanie stanowi istotny krok w ukazaniu, w jaki sposób komputerowe sieci neuronowe inspirowane budową mózgu mogą zwiększyć możliwości sztucznej inteligencji.
Sztuczny mózg na matrycy
Naukowcy wyhodowali komórki macierzyste, które przekształciły się w neurony, główny składnik mózgu. Tworzą one kulę, tzw. organoid, który ma poniżej nanometra średnicy. Została ona połączona zespołem elektrod z płytką drukowaną. Naukowcy konwertowali dane na impulsy elektryczne, a następnie wysyłali je do sztucznego mózgu. Reakcję tkanki mózgowej rejestrowano za pomocą czujnika i następnie dekodowano ją za pomocą algorytmu uczenia maszynowego. Urządzenie otrzymało nazwę Brainoware”.
Aby zademonstrować działanie systemu, naukowcy wgrali do aparatury 240 nagrań audio od ośmiu mężczyzn, którzy wypowiadali japońskie samogłoski. Poprosili Brainoware o zidentyfikowanie głosu konkretnej osoby. Po zaledwie dwóch dniach treningu urządzenie było w stanie zidentyfikować mówcę z 78-procentową dokładnością. Organoid mógł również skutecznie wykonywać działania matematyczne z zakresu różniczkowania z większą dokładnością niż sztuczna sieć neuronowa.
To pierwszy pokaz możliwości organoidów mózgu do wykonywania obliczeń. Widzimy jak duży potencjał mają one w zastosowaniu w biokomputerach
– mówi Guo.
Energooszczędność
Kluczową zaletą maszyn tego typu jest ich energooszczędność. Obecnie sztuczne sieci neuronowe zużywają kilka milionów watów prądu dziennie. Z drugiej strony, ludzki mózg potrzebuje tylko około 20 watów, aby funkcjonować przez cały dzień.
W przyszłości biokomputery będą mogły być używane do badania zaburzeń neurologicznych, takich jak choroba Alzheimera. Badanie aktywności komórkowej otwiera również możliwości dekodowania fal mózgowych i ewentualnego zapisywania snów.
Wzrost zaawansowania systemów organoidalnych oznacza, że trzeba zwrócić uwagę na kwestie etyczne, które się z nimi wiążą. Tego typu sprzęt zawiera przecież ludzką tkankę nerwową
– zaznaczył Guo.
Nadal istnieją wyzwania związane z utrzymaniem organoidów przy życiu oraz zużyciem energii przez urządzenia peryferyjne. Pomimo tego, z perspektywy etycznej, Brainoware ma znaczenie nie tylko dla informatyki, ale także dla lepszego zrozumienia ludzkiego mózgu.
Potęga mózgu
Żaden komputer nie jest tak wydajny ani złożony jak ludzki mózg. Tkanka osadzona w naszych czaszkach mogą przetwarzać informacje w ilościach i prędkościach, których współczesna technika komputerowa nie jest w stanie osiągnąć.
Niezwykłość mózgu polega na wydajności neuronów, które przetwarzają dane oraz je przechowują. W komputerach jest to oddzielone. Naukowcy próbowali ulepszyć komputery, aby były bardziej podobne do mózgu. Jednak uczeni z Indiany poszli o krok dalej, łącząc ludzką tkankę mózgową z elektroniką.
Ludzki mózg zawiera średnio 86 miliardów neuronów i do kwadryliona synaps (1 000 000 000 000 000 000 000 000 = 1024). Każdy neuron jest połączony nawet z 10 000 innymi, które nieustannie komunikują się ze sobą.
Opracowanie systemów biokomputerowych może zająć dziesięciolecia. Jednak badania prowadzone przez badaczy z Uniwersytetu w Indianie dadzą odpowiedzi na pytania dotyczące procesów uczenia się, rozwoju neuronów i wpływu chorób neurodegeneracyjnych na funkcje poznawcze.
To może cię również zainteresować:
