Ένα βιοτσιπ «εγκεφαλικού οργανοειδούς» εμφάνιζε σοβαρή αναγνώριση φωνής και μαθηματικές δεξιότητες

Το βιολογικό σας κέντρο σκέψης, κατανόησης και μάθησης έχει μερικές εντυπωσιακές ομοιότητες με ένα κέντρο δεδομένων που φιλοξενεί σειρές επί σειρών εξαιρετικά προηγμένων μονάδων επεξεργασίας. Αλλά σε αντίθεση με αυτά τα κέντρα δεδομένων νευρωνικών δικτύων, ο ανθρώπινος εγκέφαλος εκτελεί έναν προϋπολογισμό ηλεκτρικής

ενέργεια

ς. Κατά μέσο όρο, το όργανο λειτουργεί κατά προσέγγιση

Ισχύς 12 watt

, σε σύγκριση με τα 175 watt ενός επιτραπέζιου υπολογιστή. Για τα σημερινά προηγμένα συστήματα τεχνητής νοημοσύνης, αυτό το νούμερο watt μπορεί

αυξάνεται εύκολα σε εκατομμύρια

.

[Related:


Meet ‘anthrobots,’ tiny bio-machines built from human tracheal cells


.]

Γνωρίζοντας αυτό, οι ερευνητές πιστεύουν ότι η ανάπτυξη των «βιοϋπολογιστών» του cyborg θα μπορούσε τελικά να εγκαινιάσει μια νέα εποχή ευφυών συστημάτων υψηλής ισχύος για ένα συγκριτικό κλάσμα του ενεργειακού κόστους. Και ήδη κάνουν κάποια τεράστια βήματα προς τη μηχανική ενός τέτοιου μέλλοντος.

Όπως αναφέρεται λεπτομερώς σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στο


Nature Electronics


, μια ομάδα στο Πανεπιστήμιο της Ιντιάνα ανέπτυξε με επιτυχία το δικό της «οργανοειδές εγκεφάλου» σε νανοκλίμακα σε ένα τρυβλίο Petri χρησιμοποιώντας ανθρώπινα βλαστοκύτταρα. Μετά τη σύνδεση του οργανοειδούς σε ένα τσιπ πυριτίου, ο νέος βιοϋπολογιστής (με το όνομα «Brainoware») εκπαιδεύτηκε γρήγορα ώστε να αναγνωρίζει με ακρίβεια τα μοτίβα ομιλίας, καθώς και να εκτελεί ορισμένες πολύπλοκες μαθηματικές

προβλέψεις

.

Οπως και


Νέος Άτλας


εξηγεί, οι ερευνητές αντιμετώπισαν το Brainoware τους ως αυτό που είναι γνωστό ως μια «προσαρμοστική ζωντανή δεξαμενή» ικανή να ανταποκρίνεται στις ηλεκτρικές εισόδους με «μη γραμμικό τρόπο», διασφαλίζοντας επίσης ότι διαθέτει τουλάχιστον κάποια μνήμη. Με απλά λόγια, τα κύτταρα του εγκεφάλου που αναπτύσσονται στο εργαστήριο μέσα στο τσιπ με οργανικό πυρίτιο λειτουργούν ως πομπός πληροφοριών ικανός τόσο να λαμβάνει όσο και να μεταδίδει ηλεκτρικά σήματα. Αν και αυτά τα κατορθώματα σε καμία περίπτωση δεν υπονοούν κάποιου είδους επίγνωση ή συνείδηση ​​από την πλευρά της Brainoware, παρέχουν αρκετή υπολογιστική ισχύ για μερικά ενδιαφέροντα

αποτελέσματα

.

Για να δοκιμάσει τις δυνατότητες του Brainoware, η ομάδα μετέτρεψε 240 ηχητικά κλιπ ενηλίκων ανδρών γιαπωνέζικων ομιλητών σε ηλεκτρικά σήματα και στη συνέχεια τα έστειλε στο οργανοειδές τσιπ. Μέσα σε δύο ημέρες, το σύστημα νευρωνικών δικτύων που τροφοδοτείται εν μέρει από την Brainoware θα μπορούσε να διαφοροποιήσει με ακρίβεια τα 8 ηχεία το 78 τοις εκατό του χρόνου χρησιμοποιώντας μόνο έναν ήχο φωνήεντος.

[Related:


What Pong-playing brain cells can teach us

about

better medicine and AI


.]

Στη συνέχεια, οι ερευνητές πειραματίστηκαν με τις μαθηματικές γνώσεις της δημιουργίας τους. Μετά από ένα σχετικά σύντομο χρόνο

εκπαίδευση

ς, η Brainoware μπορούσε να προβλέψει α

Χάρτης Hénon

. Ενώ ένα από τα πιο μελετημένα παραδείγματα δυναμικών συστημάτων που παρουσιάζουν χαοτική συμπεριφορά, οι χάρτες Hénon είναι πολύ πιο περίπλοκοι από την απλή αριθμητική, τουλάχιστον.

Στο τέλος, οι σχεδιαστές της Brainoware πιστεύουν ότι τέτοια οργανοειδή τσιπ ανθρώπινου εγκεφάλου μπορούν να υποστηρίξουν την τεχνολογία νευρωνικών δικτύων και πιθανώς να το κάνουν πιο γρήγορα, φθηνότερα και λιγότερο ενεργοβόρα από τις υπάρχουσες επιλογές. Εξακολουθούν να υπάρχουν πολλά εμπόδια – τόσο υλικοτεχνικά όσο και ηθικά – για να ξεπεραστούν, αλλά αν και τα γενικά συστήματα βιουπολογιστών μπορεί να περάσουν χρόνια αργότερα, οι ερευνητές πιστεύουν ότι τέτοιες εξελίξεις είναι πιθανό να δημιουργήσουν θεμελιώδεις γνώσεις για τους μηχανισμούς της μάθησης, της νευρικής ανάπτυξης και της γνωστικής επιπτώσεις των νευροεκφυλιστικών ασθενειών».

Αλλά προς το παρόν, ας δούμε πώς μπορεί να κάνει το Brainoware σε ένα παιχνίδι

Πονγκ

.