Szingapúrban bemutatták a világ első olyan biológiai adatközpont-prototípusát, amely összesen mintegy 16 millió élő, laboratóriumban tenyésztett emberi neuront használ információfeldolgozásra. A rendszer a hagyományos szilíciumalapú számítástechnika mellett biológiai „wetware” alkalmazásával próbál új utat nyitni az adatfeldolgozásban.
A fejlesztés különlegessége, hogy a rendszerben több százezer, laboratóriumban tenyésztett emberi agysejt működik együtt a számítógépes hardverrel. A kezdeményezés a Szingapúri Nemzeti Egyetem (NUS) Yong Loo Lin Orvostudományi Karának projektje, amelyhez a DayOne adatközpont-fejlesztő vállalat és a Cortical Labs biotechnológiai számítástechnikai startup is csatlakozott.
A NUS Life Sciences Institute területén kialakított Biological Data Centre egyetlen szerverállványban 20 biológiai CL1 számítási egységet tartalmaz. A CL1 a fejlesztők szerint a világ első kereskedelmi forgalomra szánt, programozható biológiai számítógépe, amelyet mintegy 800 ezer laboratóriumban tenyésztett emberi agysejt működtet.
Élő neuronok kapcsolódnak a számítógépes rendszerhez
A biológiai számítástechnika alapja az úgynevezett „wetware”, vagyis élő biológiai szövet alkalmazása információfeldolgozásra. A rendszerben emberi neuronokat tenyésztenek, majd ezeket mikroelektródás tömbökkel, vagyis MEA-kal kapcsolják össze.
A mikroelektródás tömb egy üveg- és szilíciumalapú chip, amelyen több száz, illetve akár több ezer apró elektróda helyezkedhet el. Ezek képesek elektromos jeleket továbbítani a neuronok felé, illetve rögzíteni az idegsejtek aktivitását.
A technológia célja, hogy a biológiai sejtek és a digitális számítógépes rendszerek közvetlenül kommunikálhassanak egymással.
A fejlesztők szerint az emberi neuronok alkalmazása nem csupán egy új számítástechnikai irányzatot jelenthet, hanem a mesterséges intelligencia energiafelhasználására is megoldást kínálhat.
Akár a mesterséges intelligencia energiaigényét is csökkentheti
A hagyományos adatközpontok nagy teljesítményű szilíciumprocesszorokra, CPU-kra és egyéb digitális chipekre épülnek. Ezek működtetése jelentős mennyiségű elektromos energiát igényel, ráadásul a berendezések hűtése is komoly energiafelhasználással jár.
A biológiai számítástechnika ezzel szemben élő neuronok segítségével dolgozza fel az információkat. A Cortical Labs és a DayOne szerint a biológiai rendszerek bizonyos számítási feladatokat a hagyományos GPU-rendszereknél lényegesen kisebb energiafelhasználással is képesek lehetnek elvégezni.
Ez különösen fontos lehet a mesterséges intelligencia gyors terjedése miatt. Az MI-modellek működtetéséhez egyre nagyobb számítási kapacitásra van szükség, ami az adatközpontok villamosenergia-fogyasztását is jelentősen növeli.
A Nemzetközi Energiaügynökség (IEA) adatai szerint a globális adatközpontok villamosenergia-igénye 2025-ben 17 százalékkal emelkedett.
Vérből származó sejtekből hoznak létre neuronokat
A fejlesztők tájékoztatása szerint az alkalmazott emberi neuronokat vérből nyert sejtekből állítják elő, amelyeket ezt követően őssejtekké alakítanak, majd laboratóriumi körülmények között idegsejtekké fejlesztenek.
A projekt készítői külön hangsúlyozzák, hogy a sejtek nem emberi agyszövetből és nem magzati szövetből származnak.
Rickie Patani, a NUS Medicine idegtudományi professzora szerint a most bemutatott rendszer egy új szemléletet képvisel a számítástechnika és a biológia kapcsolatában.
A professzor úgy véli, hogy az élő emberi neuronok és a modern technológia ötvözése nemcsak a szilíciumalapú számítástechnika hatékonyabb alternatíváját jelentheti, hanem lehetőséget adhat annak jobb megértésére is, hogyan működik a tanulás és az alkalmazkodás biológiai környezetben.
Már működés közben is bemutatták a rendszert
A projekt résztvevői augusztus 6-án tartottak nyilvános bemutatót. A résztvevők valós időben követhették a mikroelektródás tömbök működését és a neuronhálózatok aktivitását.
A bemutatón több mint 80 vendég tekinthette meg működés közben a CL1 számítási egységeket és a Cortical Cloud rendszerét.
A kutatók szerint a technológia egyelőre prototípusfázisban van, ugyanakkor a cél az, hogy a biológiai számítástechnika a jövőben gyakorlati, valós környezetben is alkalmazható technológiává váljon.
Milyen területeken használhatják az élő neuronokat?
A Cortical Labs szerint a biológiai számítástechnika különösen olyan mesterségesintelligencia-feladatoknál lehet érdekes, amelyeknél kevés rendelkezésre álló adatból kell tanulni.
A vállalat állítása szerint az élő neuronhálózatok korlátozott mennyiségű információ alapján is képesek lehetnek tanulni, miközben a környezet változásaira is alkalmazkodhatnak.
A technológia lehetséges felhasználási területei között szerepelhet a gyógyszerkutatás, a humanoid robotika, a kiberbiztonság, valamint a csalások felismerése.
Hon Weng Chong, a Cortical Labs alapítója és vezérigazgatója szerint a fejlesztés hosszabb távú célja egy fenntarthatóbb számítástechnikai megoldás létrehozása lehet.
A biológiai számítógépek emellett az idegrendszeri betegségek kutatásában is szerepet kaphatnak. A kutatók szerint a technológia segítségével jobban vizsgálható lehet az idegsejtek működése, ami új gyógyszerek fejlesztését is felgyorsíthatja.
Új korszak kezdődhet a számítástechnikában?
Jamie Khoo, a DayOne vezérigazgatója szerint a projekt egyik legfontosabb eredménye, hogy a biológiai számítástechnika közelebb kerülhet a gyakorlati és kereskedelmi alkalmazásokhoz.
A fejlesztés ugyanakkor számos kérdést is felvet. Az élő emberi sejtek számítástechnikai célú alkalmazása alapvetően eltér a hagyományos számítógépes technológiától, és új megközelítést jelent a mesterséges intelligencia, az adatfeldolgozás és az energiahatékonyság területén.
A projekt támogatói szerint a cél nem a hagyományos számítógépek egyszerű lecserélése, hanem egy olyan új technológiai irány kialakítása, amelyben a biológiai rendszerek sajátos tanulási és alkalmazkodási képességeit használják fel.
Ha a fejlesztés valóban képes lesz jelentős számítási teljesítményt biztosítani a hagyományos rendszereknél jóval kisebb energiafelhasználás mellett, az komoly változást hozhat az adatközpontok és a mesterséges intelligencia jövőjében.
https://www.technocracy.news/world-first-biological-data-center-uses-16-million-living-human-neurons-to-process-data/
.png)
