U strateškom potezu, FinalSpark je spreman da lansira Neuroplatformu, prvi živi kompjuter na svijetu, u Švicarskoj.
Umjesto silikonskih čipova, ova revolucionarna platforma za bioprocesiranje koristi organoide ljudskog mozga, minijaturne replike mozga uzgojenog u laboratoriji, za obavljanje računarskih zadataka.
Kompanija kaže da platforma može da sadrži 16 moždanih organoida i da koristi samo djelić energije potrebne tradicionalnim silicijumskim čipovima.
Čipovi bazirani na silikonu su revolucionirali računarstvo omogućavajući minijaturizaciju i skalabilnost, ali pate od nedostatka energetske efikasnosti.
Final Spark procjenjuje da je 10 GWh energije potrošeno za obuku GPT-3, velikog jezičkog modela korištenog prilikom pokretanja ChatGPT-a. Ovaj iznos je nevjerovatnih 6.000 puta veći od godišnje potrošnje energije jednog prosječnog evropskog grada.
Kompjuterski naučnici se decenijama natječu da oponašaju ljudski mozak, replicirajući njegove neuronske mreže kako bi izgradili umjetnu inteligenciju (AI) s poboljšanom procesorskom snagom.
Ali što te umjetne neuronske mreže postaju sofisticiranije, to su moćnije, a što se više oslanjamo na njih, to više energije troše. A ponekad je originalni dizajn prirode samo bolji u nekim aspektima.
U posljednjoj demonstraciji efikasnosti prirode, švicarska start-up kompanija upravo je lansirala “biokompjuter” koji se povezuje sa živim, pulsirajućim moždanim stanicama i, prema riječima njegovih proizvođača, koristi daleko manje energije od tradicionalnih kompjutera baziranih na bitovima.
Umjesto da samo integrira biološke koncepte u računarstvo, FinalSpark-ova online platforma “prisluškuje” sferične klastere ljudskih moždanih stanica uzgojenih u laboratoriji koje se nazivaju organoidi.
Ukupno 16 organoida smješteno je u četiri niza koji se povezuju sa po osam elektroda i mikrofluidnim sistemom koji opskrbljuje ćelije vodom i hranjivim tvarima.
Bioprocesor sa osam elektroda spojenih na četiri niza od kojih svaki sadrži klaster moždanih ćelija. (Jordan et al., Granice u umjetnoj inteligenciji, 2024.)
Pristup, poznat kao wetware computing, u ovom slučaju koristi sposobnosti istraživača da kultivišu organoide u laboratoriji, prilično novu tehnologiju koja omogućava naučnicima da proučavaju ono što su u suštini mini replike pojedinačnih organa.
Uspon organoida kao popularne istraživačke tehnike dolazi u vrijeme kada su umjetne neuronske mreže, koje podupiru velike jezičke modele kao što je Chat GPT, također eksplodirale u upotrebi i procesorskoj moći.
FinalSpark tvrdi da takozvani bioprocesori poput sistema sučelja mozak-mašina koji razvijaju “troše milion puta manje energije od tradicionalnih digitalnih procesora”.
Ćelije mozga se grupišu kako bi formirale organoide, koji su postavljeni u nizove spojene na elektrode. (Jordan et al., Granice u umjetnoj inteligenciji, 2024.)
Iako nemamo nikakve brojke o njihovom specifičnom sistemu, njegovoj potrošnji energije ili procesorskoj snazi, FinalSparkov istraživački tim kaže da je za obuku jednog velikog jezičkog modela poput GPT-3, preteče GPT-4, bilo potrebno 10 gigavat sati ili otprilike 6.000 puta više energije koju potroši jedan građanin Evrope godišnje.
U međuvremenu, ljudski mozak upravlja svojim 86 milijardi neurona koristeći samo djelić te energije: samo 0,3 kilovat sata dnevno.
Tehnološki trendovi također pokazuju da će industrija umjetne inteligencije u procvatu trošiti 3,5 posto svjetske električne energije do 2030. IT industrija u cjelini je već odgovorna za oko 2 posto globalne emisije CO2.
Jasno je da postaje sve potrebnije pronaći načine da se računarstvo učini energetski efikasnijim, a sinergije između mreža moždanih ćelija i računarskih kola su očigledna paralela koju treba istražiti.
FinalSpark nije prva kompanija koja pokušava povezati sonde sa biološkim sistemima, ili pokušava pouzdano programirati neuronske mreže tako da izvršavaju specifične ulazno-izlazne funkcije na komandu.
Godine 2023. istraživači u Sjedinjenim Državama su izgradili bioprocesor koji je povezivao kompjuterski hardver sa organoidima mozga, a sistem je naučio da prepoznaje govorne obrasce.
“Tokom protekle tri godine, Neuroplatforma je korištena sa preko 1.000 moždanih organoida, što je omogućilo prikupljanje više od 18 terabajta podataka”, pišu suosnivač FinalSpark-a Fred Jordan i njegove kolege u svom objavljenom radu, koji je recenzirao kao i druge naučne studije.
Iako bi krajnji cilj mogao biti novi, energetski efikasni pristupi računarstva, za sada se sistem koristi da omogući istraživačima da izvode dugačke eksperimente na organoidima mozga, baš kao i njegovi prethodnici.
Međutim, postoje neka poboljšanja: tim FinalSpark-a kaže da se istraživači mogu povezati na njegov sistem na daljinu, a mini-mozak se može održavati do 100 dana, a njihova električna aktivnost se mjeri 24 sata dnevno.
“Trenutno 2024. godine, sistem je besplatno dostupan u istraživačke svrhe, a brojne istraživačke grupe počele su ga koristiti za svoje eksperimente”, pišu Jordan i kolege.
“U budućnosti planiramo proširiti mogućnosti naše platforme za upravljanje širim spektrom eksperimentalnih protokola relevantnih za računanje wetware-a”, kao što je ubrizgavanje molekula i lijekova u organoide za testiranje, zaključuje tim. Kako god da se ovo odvija, pomažući računarstvu ili istraživanju organoida, biće uzbudljivo vidjeti šta istraživači mogu postići.
Studija je objavljena u Frontiers in Artificial Intelligence.