Австралійський стартап представив перший у світі "біологічний комп’ютер"
Австралійська біотехнологічна компанія Cortical Labs випустила CL1, котрий вона називає першим у світі комерційно доступним "біологічним комп’ютером". Ця платформа поєднує живі людські нейрони з кремнієвим чипом, забезпечуючи обробку інформації за допомогою електричних зворотних зв’язків з затримкою менше мілісекунди, повідомляє IEEE Spectrum.
Пристрій CL1 створений насамперед для досліджень у галузі нейронауки та біотехнологій, зокрема для моделювання захворювань та розробки ліків. Платформа містить 800 000 вирощених у лабораторних умовах людських нейронів, перепрограмованих із клітин шкіри або крові дорослих донорів. Ці клітини залишаються життєздатними до шести місяців і перебувають під постійним доглядом вбудованої системи підтримки життя: вона контролює температуру, забезпечує поживними речовинами, фільтрує відходи й підтримує баланс середовища. У реальному часі нейрони генерують і сприймають електричні імпульси, адаптуються до стимулів і "навчаються" під час кожної взаємодії.
"З одного боку, [CL1] можна вважати першим комерційно доступним біоміметичним комп'ютером, вершиною нейроморфних обчислень, що використовують справжні нейрони", – каже теоретичний нейробіолог Карл Фрістон з Університетського коледжу Лондона. "Однак справжній дар цієї технології не стосується комп'ютерних наук. Це скоріше технологія, що дає вченим можливість проводити експерименти на маленькому синтетичному мозку".
Перші 115 одиниць CL1 почнуть постачатися влітку за ціною $35 000 за одиницю, а за умови замовлення комплекту з 30 пристроїв у стійці вартість одного знижується до $20 000. Cortical Labs також пропонує хмарний сервіс wetware-as-a-service за ціною $300 на тиждень за одиницю, що надає віддалений доступ до її внутрішніх клітинних культур.
Кожна стійка з пристроями CL1 споживає від 850 до 1000 Вт, що значно менше, ніж десятки кіловат, які зазвичай потрібні для центрів обробки даних, які виконують завдання штучного інтелекту. Це робить платформу придатною для тривалих лабораторних досліджень. "Ми вводимо невеликі електричні імпульси, які представляють біти інформації, зчитуємо нейронні реакції, а потім записуємо нові дані в культуру, і все це в циклах, що тривають менше мілісекунди", – пояснив головний науковий співробітник Cortical Labs д-р Бретт Каган.
Наукові установи та біотехнологічні компанії вже висловили великий інтерес. Потенційні застосування включають скринінг ліків для лікування неврологічних розладів, таких як епілепсія та хвороба Альцгеймера, шляхом спостереження за тим, як нейрони, отримані від пацієнтів, обробляють інформацію в режимі реального часу. У недавньому рецензованому дослідженні CL1 відновив функціональне навчання в лабораторних нейронних культурах, що моделюють епілепсію: застосування протиепілептичних сполук дозволило раніше пошкодженим клітинам "навчатися" більш ефективно.
Окрім біомедичних досліджень, Cortical Labs вивчає можливості партнерства в галузі нейрообчислень, прискорення штучного інтелекту і навіть нетрадиційних підприємств, таких як майнінг Bitcoin. Стартап отримав запити від музичних і розважальних компаній, які прагнуть поєднати біологічні обчислення з експериментальним мистецтвом. Одна із перших пропозицій передбачала підключення CL1 до нейронів покійного композитора, хоча ця конкретна співпраця не відбулася.
CL1 базується на попередньому прототипі Cortical Labs під назвою DishBrain, в якому культивовані нейрони навчилися грати в аркадну гру Pong у модельованому середовищі. У статті, опублікованій у 2022 році в журналі Neuron, повідомляється, що нейрони самоорганізувалися за лічені хвилини, щоб відстежувати та реагувати на стимули на екрані, в деяких випадках перевершуючи алгоритми глибокого підкріплення навчання за ефективністю вибірки та адаптивністю.
Збільшення виробництва використовує експоненціальне зростання біології: "Хоча виробництво 100 000 нейронів вимагає значних зусиль, збільшення до мільйона клітин коштує лише на трохи більше", – зазначив Каган. Стартап, який зібрав понад $11 мільйонів від інвесторів, включаючи Horizons Ventures та In-Q-Tel, стверджує, що сотні мільйонів нейронів є реальними, перш ніж виникнуть проблеми з культивуванням клітин у великих масштабах.
Cortical Labs наголошує, що покупці CL1 повинні отримати інституційне етичне схвалення та підтримувати відповідні приміщення для культивування клітин. Ппристрої не призначені для нерегульованого використання. Довгостроковою метою компанії є створення "біоінженерного інтелекту", який одного дня зможе перевершити як природні нейронні мережі, так і кремнієві машини за адаптивністю та ефективністю. "Будь-яку достатньо просунуту машина стає складніше відрізнити від біології", – каже Каган. "Ми прагнемо використати адаптивні, самовідновлювані властивості живих клітин для створення більш стійких обчислювальних платформ".