У Національному університеті Сінгапуру запустили прототип біологічного дата-центру, який використовує живі людські нейрони як частину обчислювальної системи. Проєкт створили NUS Medicine, оператор дата-центрів DayOne та австралійська компанія Cortical Labs.
Назва «дата-центр» у цьому випадку дещо умовна. Йдеться не про величезний комплекс із тисячами серверів, а про одну серверну стійку з 20 біологічними комп’ютерами CL1. NUS називає її першим у світі незалежно керованим серверним масивом, у якому обчислювальна система інтегрована з живими нейронами.
Кожен CL1 містить культуру людських нейронів, вирощених зі стовбурових клітин безпосередньо на спеціальному кремнієвому чипі. За оцінками, у 20 пристроях загалом працює близько 16 млн клітин.
Комп’ютер, який потрібно буквально годувати
Нейрони розташовані у поживному середовищі та взаємодіють з електронікою через мікроелектродну матрицю. Комп’ютер надсилає клітинам електричні імпульси, а потім реєструє їхню реакцію.
Cortical Labs називає цю концепцію біологічною нейронною мережею. Спеціальна операційна система biOS створює для клітин цифрове середовище, у якому вони можуть отримувати сигнали, реагувати на них і поступово змінювати свою поведінку.
Система потребує повноцінного життєзабезпечення. Нейрони отримують поживні речовини, а обладнання контролює температуру, газовий склад і кислотність середовища. За даними Cortical Labs, одна культура може залишатися придатною для роботи до шести місяців.
Це принципово відрізняється від звичайного штучного інтелекту. Сучасні нейромережі лише математично імітують окремі принципи роботи мозку, тоді як CL1 використовує справжні біологічні нервові клітини.
Головна перевага — енергоефективність
Одна з причин інтересу до біокомп’ютерів — надзвичайно низьке енергоспоживання живих нейронних мереж порівняно із сучасними прискорювачами ШІ.
За даними Cortical Labs, один CL1 споживає лише кілька десятків ват. Водночас NUS поки не публікує результати прямих тестів, які б дозволили чесно порівняти продуктивність такої установки з GPU або серверними процесорами. Тому заяви про революційне зменшення енергоспоживання поки варто сприймати як перспективу, а не як доведений факт для реальних дата-центрів.
Нова система також не призначена для заміни звичайних серверів. Біологічні нейронні мережі можуть бути особливо цікавими там, де важлива здатність адаптуватися та навчатися на невеликій кількості даних.
Серед потенційних напрямів називають пошук нових ліків, дослідження неврологічних захворювань, робототехніку, експерименти зі штучним інтелектом та інші задачі, пов’язані з навчанням і адаптацією.
Cortical Labs уже демонструвала можливості такого підходу раніше: у 2021 році культура нейронів компанії навчилася керувати ракеткою у спрощеній версії Pong. Тепер технологію намагаються масштабувати від одного лабораторного чипа до цілої мережі біологічних комп’ютерів.
Нинішня установка в Сінгапурі поки залишається дослідницьким прототипом. Але її запуск показує, що біологічні обчислення поступово переходять від окремих експериментів до повноцінної інфраструктури, з якою можуть працювати дослідники та розробники.
