Биологический компьютер
играет в Doom не идеально, но на очень хорошем уровне.
Источник изображения: popsci.com Когда в 1993 году id Software выпустила Doom, никто и подумать не мог, что однажды в этот шутер
будут играть не пальцы геймера, а живые клетки человеческого мозга.
Но именно это и произошло.
Австралийский стартап Cortical Labs создал биопроцессор, в котором настоящие нейроны выращены на микрочипе и научились проходить уровни культовой игры.
Что такое биологический компьютер
Cortical Labs — компания из Мельбурна, которая уже несколько лет работает над так называемыми нейрочипами.
Идея звучит просто:
вместо кремниевых транзисторов использовать живые нейроны, выращенные из стволовых клеток человека.
На практике все, конечно, сложнее.
Нейроны помещают на матрицу из микроэлектродов (MEA) — специальную подложку, которая одновременно считывает электрическую активность клеток и может стимулировать их.
По сути, чип «общается» с нейронами на их языке — через электрические импульсы.
Получается гибрид живой и цифровой систем, который в компании назвали DishBrain.
На чипе размещено около 800 000 живых нейронов.
Для сравнения, в мозге обычной мухи-дрозофилы их примерно 100 000.
То есть по числу нервных клеток DishBrain уже сложнее, чем мозг насекомого, но, конечно, неизмеримо проще человеческого мозга с его 86 миллиардами нейронов.
Тем не менее даже этого хватило, чтобы система начала обучаться.
Клетки мозга в инкубаторе, способные играть в Doom.
Источник изображения: bing.com Как живые нейроны научились играть в Doom Еще в 2022 году команда Cortical Labs продемонстрировала, что DishBrain способен играть в Pong — простейшую аркаду с отбиванием мячика.
Нейроны получали информацию о положении мяча через электрические сигналы и «отвечали» импульсами, управляя ракеткой.
Система обучалась по принципу предсказуемости:
когда нейроны действовали правильно, среда становилась упорядоченной, а когда ошибались — хаотичной.
Клетки «предпочитали» порядок и постепенно улучшали результат.
Но Pong — это два измерения и одна ракетка.
Doom — совсем другая история.
Трехмерное пространство, враги, стены, повороты, стрельба.
И все-таки исследователи пошли дальше.
Нейрочип подключили к упрощенной версии Doom, где нужно было перемещаться по уровню и собирать ресурсы.
Информация с экрана игры преобразовывалась в паттерны электрической стимуляции, а ответная активность нейронов интерпретировалась как команды:
вперед, назад, влево, вправо, стрелять.
Оказывается, нейроны адаптировались к задаче примерно за несколько минут — значительно быстрее, чем многие алгоритмы искусственного интеллекта обучаются аналогичным задачам.
Это не означает, что биопроцессор
«понимает» игру так, как человек.
Но он реагирует, корректирует поведение и демонстрирует базовую форму обучения.
А это уже впечатляет.
Клетки мозга управляли упрощенной версией Doom Зачем нужен биологический процессор
Казалось бы, зачем выращивать нейроны на чипе, если кремниевые процессоры становятся мощнее с каждым годом?
Дело в том, что у биологических нейронов есть одно принципиальное преимущество — энергоэффективность.
Человеческий мозг потребляет около 20 ватт энергии — примерно как тусклая лампочка.
При этом он выполняет задачи, которые требуют от суперкомпьютеров мегаватт электричества.
Современные ИИ-модели вроде GPT-4 потребляют при обучении колоссальные ресурсы:
один запрос к ChatGPT расходует в 10 раз больше энергии, чем поисковый запрос в Google.
Центры обработки данных по всему миру уже сейчас потребляют больше электричества, чем целые страны.
Обучение ChatGPT требует колоссальных ресурсов Проще говоря, кремниевый ИИ «дорого стоит» планете.
А вот биологические нейроны обрабатывают информацию почти бесплатно — с точки зрения энергии.
Cortical Labs считает, что нейрочипы однажды смогут стать основой для систем искусственного интеллекта нового типа, которые будут обучаться быстрее, тратить меньше энергии и, возможно, решать задачи, которые пока не под силу обычным компьютерам.
Но есть нюанс.
Живые нейроны требуют питательной среды, определенной температуры и постоянного ухода.
Пока что DishBrain — это лабораторная установка, а не портативный гаджет.
Однако компания уже привлекла более 10 миллионов долларов инвестиций и активно работает над масштабированием технологии.
Как работает квантовый компьютер
и для чего он нужен: самое простое объяснение Что чувствует компьютер
на основе нейронов Когда речь заходит о живых клетках мозга в лабораторных условиях, неизбежно возникает вопрос:
а не чувствуют ли эти нейроны чего-нибудь?
Не страдают ли они, когда «проигрывают» в Doom?
Ученые из Cortical Labs подчеркивают, что 800 000 нейронов на чипе — это не мозг и даже не его подобие.
У них нет структуры, нет сознания, нет способности к переживаниям.
Это скорее биологический аналог нейросети, а не мыслящее существо.
Но чем сложнее становятся такие системы, тем острее будет этот вопрос.
Что касается регуляторной стороны, компания работает в рамках существующего биоэтического законодательства.
Нейроны получают из коммерчески доступных линий стволовых клеток — тех же, что используются в тысячах медицинских исследований по всему миру.
Впрочем, по мере развития технологии потребуются новые правила.
Если биочипы станут достаточно сложными, нам придется заново определить границу между инструментом и организмом.
Что ждет биокомпьютеры в будущем Cortical Labs — не единственная компания на этом поле.
Швейцарский проект FinalSpark тоже работает над биопроцессорами, а крупные университеты в Европе и США исследуют органоиды мозга — миниатюрные трtхмерные структуры из нейронов, которые могут стать следующим шагом в развитии таких систем.
В ближайшие годы Cortical Labs планирует увеличить количество нейронов на чипе и усложнить задачи, которые система сможет решать.
Речь идtт не только об играх — потенциальные применения включают управление роботами, анализ медицинских данных и моделирование биологических процессов.
Все это задачи, где адаптивность и энергоэффективность биологических нейронов могут оказаться решающим преимуществом.
Чтобы оставаться в курсе свежих научных достижений, подпишитесь на наш Дзен-канал.
Нас уже более 100 тысяч человек!
Главное, что показал эксперимент с Doom — живые нейроны на чипе способны обучаться в реальном времени и взаимодействовать со сложными цифровыми средами.
Это уже не просто любопытный опыт, а фундамент для целой новой парадигмы в вычислительной технике.
Будущее, в котором компьютеры буквально думают, перестает быть научной фантастикой — и становится инженерной задачей.
Сообщает hi-news.ru
Новость из рубрики: Технологии и Hi-Tech
Поделиться новостью:
Топ новости часа
Топ новости часа- "Продолжаю верить в справедливость и закон". Владислав Бакальчук раскрыл детали судебных разбирательств с бывшей женой Татьяной Ким...
- В Курской области выявили 28 случаев фиктивной регистрации иностранных граждан...
- Депутат Нилов: у пенсионеров-должников могут удержать до 70% пенсии...
- Принц Гарри и Меган Маркл не могут найти дом после переезда в США...
- "Помните про Гитлера". Ксения Собчак заявила, что не любит домашних животных...
- «Это вам не Нива»: Рендерные снимки 5-дверной Suzuki Jimny привели автомобилистов в восторг...
17:28, 19 Дек Венгерские учёные обучили крыс играть в Doom Венгерские инженеры создали для крыс систему виртуальной реальности, позволяющую им играть в Doom.
В состав системы входят беговая дорожка со всенапр...
23:28, 27 Июл Ученые выяснили, какие клетки мозга сохраняют воспоминания Астроциты участвуют в длительном хранении воспоминаний, а не только поддерживают работу нейронов.
Эксперименты на мышах показали, что нарушение функц...
19:11, 06 Апр В сочетании с правильным питанием EMS-тренировки дают заметные результаты уже в короткие сроки EMS-тренировки — это новый и эффективный подход в фитнесе, который сочетает обычную физическую нагрузку с воздействием электрических импульсов на мыш...
22:28, 27 Апр Новое 3D-устройство использует живые клетки головного мозга для вычислений Исследователи из Принстона объединили клетки мозга и передовую электронику в единое трехмерное устройство, которое можно запрограммировать на распозн...
15:28, 19 Апр Искусственные нейроны впервые заставили клетки мозга отвечать на электронные сигналы Печатаемые нейроны на графене и дисульфиде молибдена активировали клетки мозга мышей и приблизили интерфейсы «мозг–машина» к прямому взаимодействию с...
08:28, 17 Авг Ученые раскрыли тайну восстановления мозга: астроциты научились латать повреждения Нейробиологи обнаружили механизм самовосстановления тканей головного мозга, который ранее считался невозможным.
Выяснилось, что специализированные ас...
04:28, 23 Июл «Уборка» мозга: невролог перечислил способы защиты мозга от деменции Снизить риск развития деменции можно путем изменения рациона питания и привычного образа жизни задолго до появления первых признаков болезни.
Об этом...
16:28, 04 Янв "До сих пор жутко от воспоминаний". Карина Истомина отметила пять лет трезвой жизни Блогер, диджей и жена футболиста Фёдора Смолова Карина Истомина рассказала, что отметила пять лет трезвой жизни.
Об этом она написала в своём телегра...
02:28, 10 Окт Остановились в доме японца: три детали быта, из-за которых хотелось сбежать на следующий день - жутко и грязно Остановились в доме японца: три детали быта, из-за которых хотелось сбежать на следующий день - жутко и грязно Остановиться в аутентичном японском до...
12:28, 18 Авг Учёные впервые засняли имплантацию человеческого эмбриона Учёные из Института биоинженерии Каталонии (IBEC) в сотрудничестве с Университетской больницей Дексеус сделали прорыв в понимании процесса имплантаци...
23:28, 01 Ноя Doom в космосе: как шутер заработал на спутнике ESA с фоном из фотографий Земли На недавнем саммите Ubuntu была рассказана необычная история: команда программистов смогла запустить культовую игру Doom на спутнике. Программист Ола...
13:28, 17 Янв Химический состав человеческого тела: из чего мы состоим на самом деле Какие элементы делают нас живыми: разбираем химический состав человека. Если посмотреть на человека глазами химика, окажется, что мы не так уж далеки...
02:28, 21 Авг Японский учёный изобрёл энергогенерирующий материал из избыточного тепла человеческого тела Пластины с датчиками могут решить проблему нехватки энергоресурсов, считает Тору Сугахара. Японский учёный префектуры Осака изобрели энергогенерирующ...
22:28, 05 Июн Хрупкий предел пройден: в Японии создали проводник тоньше человеческого волоса Представьте, что вы пытаетесь собрать сложнейший часовой механизм, используя вместо отверток огромные бревна. Примерно так чувствуют себя инженеры, к...
12:28, 09 Авг Под DOOM создали отдельную портативку. Evercade выпустит лимитированную консоль всего в 3000 экземпляров Evercade представила специальную версию портативной консоли Nexus, посвященную 35-летию DOOM. Издание получило название Nexus DOOM Edition и выйдет к...
21:28, 20 Июл Умная машина с пустым карманом: ИИ не смог забрать главный секрет человеческого опыта Искусственный интеллект, несмотря на стремительное развитие нейросетей, столкнулся с фундаментальным барьером: машины не способны овладеть "молчаливы...
04:28, 13 Фев Легендарный разработчик Doom Джон Кармак предложил концепцию, в рамках которой оптоволоконные сети используются, как замена DRAM, при обучении ИИ Легендарный разработчик Doom Джон Кармак написал в социальной сети X пост, который описывает совершенно новый способ хранения и использования информа...
15:28, 10 Апр У беременных нашли неизвестные науке клетки. Вот за что они отвечают У беременных женщин нашлись клетки, которые ранее были никому неизвестны Американские ученые создали самую подробную на сегодня карту тканей на грани...
13:28, 27 Янв Александр Беглов и Александр Бельский: 27 января — День торжества человеческого духа и несгибаемой воли нашего народа Сегодня, 27 января, Петербург отмечает священную дату - День полного освобождения Ленинграда от фашистской блокады. Обращение Александра Беглова и Ал...
16:28, 04 Янв Банка Red Bull, которая тянет Doom и Mortal Kombat. Энтузиаст собрал компьютер для ретро-игр в небольшом цилиндрическом корпусе, стилизованном под банку Red Bull Энтузиаст под ником Titan3DAZ представил необычный проект — полностью рабочий компьютер, замаскированный под банку энергетика Red Bull. Устройс...
16:28, 03 Май Российские ученые изучили влияние наночастиц серебра на клетки В Минобрнауки РФ сообщили, что ученые Томского политехнического университета (ТПУ) совместно с мексиканскими коллегами изучили действие наночастиц се...
13:28, 17 Май Германия научилась вращать живые клетки лазером без касания В Германии придумали способ крутить живые клетки в трёх измерениях без игл, пинцетов и прочей грубой механики. Команда из KIT использует лазер не для...
03:28, 15 Июн В России создали нанопузырьки из яблочного сока для доставки лекарств в клетки Российские учёные выделили из яблочного сока и культуральных жидкостей клеток человека природные нанопузырьки — везикулы. Они не токсичны, не вызываю...
00:28, 08 Сен Жировые клетки выделяют молекулы, которые вредят сердцу — учёные Сердечная недостаточность с сохраненной фракцией выброса (HFpEF) — самая распространенная форма сердечной недостаточности. Сердце продолжает качать к...
09:28, 18 Дек Российские ученые нашли способ выявлять клетки, образующие метастазы Ученые из МФТИ предложили новый метод обнаружения наиболее агрессивных раковых клеток. Речь идёт о так называемых клетках-лидерах, которые способны м...
16:28, 07 Сен Клетки-зомби открыли доступ к ДНК: ученые заблокировали главный триггер старения Исследователи из Sanford Burnham Prebys и клиники Майо обнаружили механизм, с помощью которого стареющие клетки провоцируют хроническое воспаление в ...
13:28, 17 Янв Новый препарат для похудения заставляет клетки сжигать больше энергии без вреда Борьба с лишним весом является бесконечной для человечества. Изображение: Newatlas После десятилетий неудачных попыток ученые считают, что нашли спос...
20:28, 03 Дек Учёные открыли потенциал стволовых клеток «превращаться» в клетки других органов Исследователи из Сеченовского университета раскрыли уникальный, как сообщает агентство РИА Новости, потенциал стволовых клеток, полученных из околопл...
18:28, 03 Июл Биосовместимые микрочипы впервые дистанционно активируют отдельные клетки с помощью ультразвука Пьезоэлектрические микрочастицы могут преобразовывать механическое воздействие в локальные электрические сигналы и управлять клеточной активностью бе...
13:28, 27 Окт Новая технология лечения рака позволяет уничтожать злокачественные клетки при помощи света Новая технология позволяет эффективно и безопасно для организма уничтожать раковые клетки Онкология постепенно перестает быть приговором, однако мето...
15:28, 20 Авг Шесть месяцев на орбите: замороженные клетки мышей вернулись с МКС и дали здоровое потомство Учёные из Киотского университета проверили, как влияет космос на сперматогониальные стволовые клетки — предшественники сперматозоидов, способны...
19:28, 20 Мар Статины атакуют мышечные клетки. Исследователи показали, как кальций в мышцах вызывает боль Исследование, опубликованное в Nature Communications, показало, что молекулы статинов непреднамеренно атакуют мышечные клетки, пр...
18:28, 24 Авг Ученые вырастили клетки человека в зародыше мыши, чтобы лечить диабет и почечную недостаточность Благодаря исследованию они смогут менять поврежденные ткани пациентов на здоровые. Свежее исследование проводили ученые Университета в Буффало (Нью-Й...
08:28, 12 Мар Твердый панцирь вместо кожи: как экстремальное давление превращает живые клетки в подобие камня Если попытаться оценить распределение жизни на Земле через массу углерода, из которого состоят все живые организмы, мы получим картину, сильно отлича...
15:28, 29 Июл PlayStation 4 научились взламывать через браузер Теперь владельцы консолей с определенной версией прошивок могут запускать «пиратки» без сторонних флешек. Что случилось? Разработчики ufm42, DrYenyen...
12:28, 25 Ноя Когда люди научились целоваться и для чего? Оказывается, поцелуи нужны не только для того, чтобы показать любовь Ученые уверены, что традиция целоваться появилась задолго до первых цивилизаций....
12:28, 05 Май 30 российских Android-приложений научились видеть VPN VPN в российских Android-приложениях больше не прячется. По повторной проверке RKS Global, все 30 популярных сервисов из выборки умеют распознавать п...
15:28, 15 Апр Учёные научились печатать циркониевые коронки за 30 минут Специалисты Техасского университета в Далласе (UT Dallas) сообщили о технологическом прорыве в стоматологии, который может кардинально изменить подхо...
15:28, 06 Май Российские физики научились «фотографировать» звук для фильтров 6G Исследователи НИУ ВШЭ разработали способ визуализировать движение ультразвука через материалы с помощью двух лазерных импульсов. Метод позволяет пров...
22:28, 05 Июн Бактерии научились добывать электричество прямо на дне водоёмов Обзор показывает, что микробные топливные элементы уже способны одновременно генерировать электричество, очищать стоки и восстанавливать экосистемыЗа...
23:28, 19 Янв В России научились кустарно делать память для компьютеров Фото freepik В условиях роста цен на компоненты для компьютеров в России появился необычный тренд. Пользователи и мелкие предприниматели нача