В Сингапуре запущен необычный вычислительный комплекс, который работает на человеческих нейронах. Проект объединил ученых из Национального университета Сингапура, оператора дата-центров и австралийский стартап в сфере биологических вычислений. В основе технологии — выращенные из стволовых клеток нейроны, которые размещают на чипах с микроэлектродами. Через них ученые подают клеткам электрические импульсы и считывают ответную реакцию. Сейчас в лаборатории функционирует 20 таких установок, в каждой из которых задействовано около 800 тысяч нейронов.
Главное преимущество органического процессора — феноменальная энергоэффективность. Человеческий мозг потребляет энергию на уровне обычной настольной лампы, но решает задачи, для которых классическим серверам требуются целые залы с видеокартами. Однако на практике экономия пока под вопросом.
«Сами нейроны действительно требуют относительно небольшого количества энергии, — комментирует основатель ИТ-компании Игорь Никитин. — Но нельзя ориентироваться только на потребление вычислительной системы. Необходимо учитывать всю инфраструктуру, которая поддерживает жизнь клеток: контроль температуры, газовой и жидкостной среды, работу точного лабораторного оборудования. На мой взгляд, утверждать, что вся система в целом уже сейчас значительно энергоэффективнее обычного компьютера, — преждевременно».
На сегодняшний день у технологии больше проблем, чем решений. Нейронные сети живут от нескольких месяцев до полугода, а при высоких нагрузках изнашиваются еще быстрее. Любое заражение бактериями или сбой в температуре на доли градуса уничтожает дорогостоящую систему. В отличие от кремниевого процессора, который можно заменить за час, биологический чип требует времени на выращивание новой ткани и ее повторное обучение.
«При активной вычислительной нагрузке ткани быстрее изнашиваются, — подтверждает Никитин. — Поэтому для их работы необходимы практически лабораторные условия. Параметры придется поддерживать очень строго, вплоть до десятых долей градуса».
Его дополняет научный сотрудник Института искусственного интеллекта Airi Евгений Дживеликян:
«Весь сложнейший организм человека работает на обеспечение жизнедеятельности нервной ткани мозга. Заменить все это для нейронов из пробирки — непростая задача. Кроме того, мозг отличается высокой пластичностью. Если часть ткани погибнет, он перераспределит функции. Но в случае с компьютером при замене нейронов потребуется время, чтобы они смогли научиться взаимодействовать с остальными и выполнять свою функцию».
Стоимость аренды одного такого нейрокомпьютера составляет около двух тысяч долларов в месяц — за эти же деньги можно взять в лизинг мощную видеокарту. Поэтому в ближайшее время биопроцессоры не заменят привычные нам устройства.
«Сегодня это скорее лабораторный прибор, а не устройство, которым можно пользоваться, подобно смартфону или ноутбуку, — подчеркивает Дживеликян. — Новую биологическую систему придется создавать и обучать заново. Поэтому говорить о преимуществе по стоимости сейчас нельзя. Ситуация отчасти похожа на квантовые вычисления: технология может оказаться эффективной для определенного класса задач, например, управления автономными роботами, но это не означает, что она должна заменить классические компьютеры во всем».
Главный вопрос, который будоражит общественность: не появится ли у куска живой материи в пробирке собственное «я»? Эксперты успокаивают.
«На данный момент системы демонстрируют функциональную имитацию определенных аспектов разума: они могут обучаться, решать задачи в ограниченном контексте, — объясняет доцент Финансового университета при Правительстве РФ Ирина Карапетова. — Но это не означает, что они "понимают" или "осознают" что-либо в человеческом смысле».
Для формирования самосознания нужны тело, гормоны, сенсорный опыт взаимодействия с реальным миром, социальные связи и эмоции. Нейроны в чашке Петри лишены боли, страха, инстинкта самосохранения и рефлексии.
«Мы до сих пор не знаем, что именно представляет собой сознание и какое количество нейронов необходимо для его возникновения, — говорит Игорь Никитин. — Более того, не существует однозначного теста, который позволил бы установить наличие сознания в таком биокомпьютере».
По словам Карапетовой, даже если «я» у биокомпьютеров не зародится, они станут бесценным инструментом для медицины. С их помощью можно будет моделировать болезни Альцгеймера и Паркинсона, тестировать новые лекарства и изучать механизмы человеческой памяти без участия живых пациентов, пишет «Вечерняя Москва».