Conform Techzoom.ro: Singapore a deschis ușa către o frontieră a calculului odinioară imaginată doar în ficțiunea SF. Un prototip de centru de date biologic, dotat cu aproximativ 16 milioane de neuroni umani vii cultivați în laborator, a fost pus în funcțiune pentru operațiuni de calcul. Sistemul inedit, o combinație de celule nervoase, cipuri de siliciu și software specializat, este prezentat drept primul rack de calcul biologic operat independent într-un centru de date.
Proiectul este rodul colaborării dintre NATIONAL UNIVERSITY OF SINGAPORE (NUS) MEDICINE, operatorul de centre de date DAYONE și compania australiană CORTICAL LABS, specializată în computație biologică. Obiectivul principal este de a evalua dacă țesutul neuronal viu poate deveni o alternativă energetic mai eficientă la anumite sarcini de calcul efectuate în prezent cu procesoare convenționale.
Neuronii vii, noul motor al calculului
Centrul de date experimental este construit în jurul a 20 de unități CL1, computere biologice dezvoltate de CORTICAL LABS. Neuronii sunt obținuți din celule stem, cultivați în laborator, și apoi integrați cu o interfață electronică ce permite transmiterea și recepționarea semnalelor electrice.
Potrivit informațiilor furnizate de partenerii proiectului, ansamblul atinge un total de aproximativ 16 milioane de neuroni. Fiecare sistem CL1 acționează ca o interfață între țesutul biologic și componentele electronice, permițând stimularea și monitorizarea activității neuronale în timp real. O diferență fundamentală față de un centru de date tradițional constă în faptul că neuronii nu doar imită matematic funcționarea creierului, ci sunt celule vii ce primesc stimuli, răspund la aceștia și își pot modifica activitatea prin procese de învățare și adaptare.
Motivația principală din spatele acestui demers este legată de consumul energetic. Extinderea rapidă a inteligenței artificiale a transformat centrele de date în mari consumatori de electricitate, în special din cauza procesoarelor utilizate pentru antrenarea și rularea modelelor AI. CORTICAL LABS estimează un consum de aproximativ 25 de wați pentru o unitate CL1, cu un rack complet ajungând la circa 800-1.000 de wați. Aceste cifre trebuie însă interpretate cu prudență, comparația cu centrele de date AI moderne nefiind directă, sistemele biologice actuale neavând aceeași capacitate de calcul sau scală. Avantajul vizat este mai degrabă conceptual și experimental: dacă rețelele neuronale biologice pot realiza anumite operațiuni cu un consum redus, ar putea deveni utile pentru aplicații specializate în viitor.
Synthetic Biological Intelligence, o nouă paradigmă
CORTICAL LABS numește abordarea sa „Synthetic Biological Intelligence”, o formă de calcul ce utilizează neuroni vii în loc să reproducă exclusiv comportamentul acestora prin algoritmi. Compania a atras atenția prin experimentele „DishBrain”, în care culturi de neuroni conectate la un mediu virtual au demonstrat capacitatea de a învăța sarcini simple, precum jocul Pong. Ulterior, a dezvoltat CL1, un sistem comercializat ca un computer biologic pentru cercetarea rețelelor neuronale vii.
Proiectul din SINGAPORE vizează trecerea de la experimente izolate la o infrastructură ce seamănă mai mult cu un centru de date. Cele 20 de sisteme biologice sunt montate într-un rack și conectate la infrastructura electronică necesară pentru alimentare, control și colectarea datelor.
Provocările calculului hibrid
Formularea „centru de date alimentat de neuroni umani” este spectaculoasă, însă realitatea tehnică este mai nuanțată. Sistemul nu reprezintă o alternativă completă la serverele tradiționale și nici nu demonstrează că neuronii umani pot înlocui procesoarele de tip NVIDIA în sarcini complexe. Este vorba despre computing hibrid, unde componentele biologice și electronice lucrează împreună. Neuronii sunt crescuți și menținuți în condiții controlate, iar semnalele lor sunt transmise printr-o interfață electronică către sistemul informatic.
Celulele vii necesită condiții speciale pentru a supraviețui, introducând probleme inexistente la un cip convențional: temperatură, nutrienți, schimb de gaze, contaminare și menținerea viabilității celulare. Durata de funcționare a culturilor neuronale reprezintă una dintre limitările importante ale acestei tehnologii.
Proiectul are și o perspectivă de scalare. Partenerii explorează posibilitatea dezvoltării unei infrastructuri mai mari, dependentă de rezultatele testelor privind eficiența energetică, siguranța și funcționarea pe termen lung, precum și de cadrul de reglementare. UNIVERSITATEA NAȚIONALĂ DIN SINGAPORE consideră că tehnologia ar putea avea o dublă utilitate: contribuția la dezvoltarea unor sisteme de calcul mai eficiente și oferirea cercetătorilor posibilitatea de a studia direct modul în care neuronii umani învață, se adaptează și răspund la stimuli.
Deocamdată, miza reală a experimentului nu este apariția unui „creier artificial” capabil să înlocuiască centrele de date actuale, ci determinarea dacă biologia poate fi transformată într-o infrastructură de calcul practică și scalabilă. Dacă rezultatele vor confirma avantajele energetice și capacitatea de adaptare a neuronilor, computația biologică ar putea deveni una dintre direcțiile alternative de dezvoltare a inteligenței artificiale. Pentru moment, cei 16 milioane de neuroni vii reprezintă mai degrabă începutul unei tehnologii experimentale decât revoluția ce ar putea înlocui centrele de date bazate pe siliciu.
Sursa: Techzoom.ro
