Живите компютри

дек. 8, 2023 | Технологии

Живите компютри

8 декември 2023 | Технологии

Информационните технологии винаги са се опитвали да уподобят най-съвършения модел от природата: човешкия мозък. И ето че са на път да го направят още по-успешно. Да създадат компютър, който се крепи на живи човешки мозъчни клетки!

Какво ще се случи, ако съберем накуп най-доброто от двата свята? От биологичното, с неговата еволюционната оптималност, инстинктивна и креативна несъвършеност, и технологичното със способността му да извежда закономерности и да доразвива?

Биокомпютрите изглеждат като логичното бъдеще и неслучайно в тази посока са насочили погледите си много от хората, които рисуват утрешния ден. Сериозни научни пробиви и успешни стартъпи през последните години показват, че може би в тази посока се задава следващият голям технологичен пробив. Ето какви са аргументите.

 

За един промит мозък

Какво е „компютър“? Думата е нова и модерна, нали? Всъщност е използвана за първи път през… 1613-а, по това време Шекспир е на върха на славата си, а докато стигнем до „отрочето“ на Джон Атанасов, ще изминат столетия. Идва от латинското „смятам“, по този начин поетът Ричард Братуейт нарича хората, способни да решават по-бързо от останалите математически задачи.

В новото ѝ измерение тя се появява малко преди края на ХХ век – като „машина, която изчислява“. И ето че днес имаме компютри навсякъде, в телефона в джоба си, в часовника, в машината, която ни таксува в трамвая и тази, която брои бюлетините (поне в цивилизования свят)..

През последните десетилетия изживяхме бума на компютрите, базирани на силициеви чипове. Те се развиха по изумителен начин, не спирайки пътя си нагоре по закона на Мур. Умножаваха постоянно своите възможности, изчислителната им мощ не спираше да расте експоненциално, независимо от войни, епидемии и финансови кризи.

И все пак има доста индикации, че този тип технологии са близо до предела на своите възможности. А както казва и Рей Кърцуайл, когато дадена технология достигне лимита си, естествено се появява следващата, която да поеме щафетата. Дали пък не е време да обърнем погледа си обратно… към природата?!

 

Биокомпютри

Илюстрациите показват как MidJourney си представя бъдещите биологични компютри.

 

Разум и чувства

Знаете ли какъв е капацитет за съхраняване на информация на собствения ви мозък? Минимум 2500 терабайта данни според изчисления на учени от университета „Джонс Хопкинс“!

При това в неврони с минимални размери, способни сме да обработваме данните изумително бързо и оптимизирано. Имаме пред очите си (или по-скоро зад) една съвършена машина за обработка на информация (независимо дали я ползваме, за да правим света по-добро място, или да се дърляме във фейсбук).

Изкуствен интелект. Въпреки огромния бум в това направление, мозъкът си остава най-ефективната структура за обработка на данни във Вселената. И може би е време именно към неговите възможности да обърнем поглед. Към концепцията да претворим в компютри живи клетки, за да създадем изобретение, способно да „мисли“, да се опитаме да уподобим идеалния пример…

Чипове от живи клетки. Звучи научнофантастично и същевременно толкова логично!

 

Биокомпютри

 

Мисля, следователно изчислявам

Но как да го направи? Учените имат доста идеи в тази посока.

Единият вариант е да се опитаме да наподобим начина, по който мозъкът ни работи, другият – да се опитаме да решаваме задачите, които той по принцип решава. Силното и слабото направление в разработването на изкуствения интелект, за които подробно и достъпно разказа проф. Преслав Наков.

И така, идеята е да уподобим мозъка, но как да стане на практика? Как да създадем някаква миниатюрна единичка „мозък“, която после да надграждаме? При чиповете е относително ясно, винаги опираме до бинарния код – единици или нули. Тук не е, затова и в първите си опити да създадат нещо подобно, но биологично, учените се разделиха по три пътя.

Биохимичното направление се опитва да го постигне, като по някакъв начин подаде входната информация и задвижи изчисляването, така че накрая да получи ново вещество, което да казва дали резултатът е нула или единица. Биохимичната посока се опитва да постигне същото, но анализирайки формите на молекулата или групата от молекули, които се получават като резултат. Биоелектронните компютри като идея най-много се приближават до познатите ни устройства, но разчитайки на улавянето на промени в електрическата проводимост – така, както се случва и в силициевия свят.

 

Биокомпютри

 

Мозък в масло

Може би сте чували за квантовите компютри. През последните години това направление се развива главоломно, като се оказа, че за да напреднем в света, в който освен единици и нули, има и нещо по средата, се налага да променим изцяло светогледа и подхода.

Е, с биокомпютрите е логично да се случи същото. Има много различни подходи и най-вероятно няма как да не се мине без изцяло нова парадигма. А може би това, че вече имаме част от познанието, ще ни е от полза?

Няма ли и други подходи? Има, при това толкова много, колкото стига (или поне едно време стигаше) фантазията на фантастите, която днес, като че ли, е поета от учените. Например, през 2021 г. екип, начело с биофизика Санграм Багх успя да обучи бактерията ешерихия коли да решава малък пъзел с 2 на 2 градивни части.

 

Битове и неврони

Дали не сме се ограничили до силиция, пропускайки много различни възможности за създаване на изчислителни машини, които са по-естествени?

Голяма част от надеждите да превърнем биологичните клетки в градивни единици на изчислителни машини се опират на технологията CRISPR. Нашумелият метод за манипулиране на ДНК (за който със сигурност ще стане дума по-подробно в следваща Дигитална история) вече показа, че е възможно клетки да бъдат обработвани генетично така, че да правят изчисления, като извеждат в резултат от манипулациите конкретни протеини.

 

Биокомпютри

 

Мозъчко

Не е фантастика и напредъкът в тази област напоследък. През март учени от университета „Джонс Хопкинс“ показаха за първи път колко близо сме до биологичните компютри. С помощта на култури, изолирани от човешките мозъчни клетки, те успяха да „отгледат“ клетъчни култури, способни да смятат.

За целта се създават органоиди – структури, които няма как да изпълняват всички функции, както истински биологичен орган, но са способни да решават дадена задача. Те представляват биологични тъкани, които се създават в лаборатории, като за основа най-често се използват стволови клетки, а в случая целта е да се наподобят мозъчните клетки. Според учените, когато тази технология напредне, органоидите ще могат да бъдат дори по-ефективни от настоящите компютърни процесори. А особено ценни ще са именно в направлението, което днес изживява толкова голям бум – изкуствения интелект.

Ето че в този контекст дори и самият термин някак си намира своето по-точно олицетворение…

 

Всеки от ума си пати

„В момента достигаме физическите граници на силиконовите компютри, защото не можем да опаковаме повече транзистори в малък чип“, казва Томас Хартунг, един от учените в екипа. „Човешкият мозък работи изключително ефективно при обработката на информация, при ученето. Доста е изкушаващо да използваме и да моделираме уменията му така, че да имаме система, която да работи по-бързо и ефективно от днешните компютри“.

„Органоиден интелект“ – OI вместо AI предлагат учените.

Органоидите реагират на химически и електрически стимули и са способни да правят елементарни изчисления. Предишни подобни проекти бяха развили новите компютърни единици дотам, че да играят пинг-понг. Може би не е случайно, че това занимание е толкова популярно и сред програмистите…

Колко са дребни? За момента миниатюрни, дълги само 4 милиметра, едва една трилионна от размера на човешкия мозък… но ако способните им са съпоставими, това прави 800 мегабайта памет!

 

Биокомпютри

 

Малкият мозък

Разбира се, в момента по-скоро всичко е в сферата на мечтите. Както казват и самите изследователи, те имат късмета да се намират в една област на науката, която тепърва ще поставя своите реални основи. Ако днес имаме едва 50 000 клетки в един подобен органоид, за да постигнем целта според проф. Хартунг са ни нужни поне 10 милиона.

Все още се търси оптималният подход, по който да се подават входните и да се получават изходните данни – до момента по-скоро имаме само индикации за нещо, подобно на електронните системи.

Но ако успеем да го постигнем? Ами ако наистина органоидите се окажат способни да решават задачи, а и да работят заедно? Освен че ще имаме нова форма на компютри и нова парадигма в рабработките на изкуствен интелект, ще научим много повече за начина, по който работят собствените ни мозъци. А всичко това може да се окаже от полза и за успешното лекуване на редица неврологични заболявания, чиито механизми все още не познаваме достатъчно.

 

Акъл море

Първите органоиди за създадени през 2010 г. от японски учени, изследващи стволовите клетки. Пробивът е голям, защото за първи път имаме не просто живи клетки, каквито са ни нужни, а и структура, в която те се събират и си взаимодействат.

„Ясно е, че все още сме в самото начало“, казва проф. Хартунг, „Но в тази посока вече работят водещи учени в големи екипи. Вярваме, че ще разработим технология, която ще е в основата на новата ера на бързите, мощни и ефикасни биокомпютри“.

„Докато силициевите компютри със сигурност са по-добри в числата, мозъкът е по-добър в ученето“, казва Хартунг. „Например AlphaGo – изкуственият интелект, който пръв победи човека в древната японска игра го, беше обучен на данни от 160 000 игри. Един човек би трябвало да играе по пет часа на ден в продължение на повече от 175 години, за да „събере“ толкова игри.

Мозъкът също има невероятен капацитет за съхраняване на информацията. Достигаме физическите граници на силициевите компютри, защото не можем да съберем повече транзистори в малък чип. Докато той работи по съвсем различен начин. В него има около 100 млрд. неврона, свързани с над 1015 синапса. Това е огромна разлика във възможностите в сравнение със сегашната ни технология“.

 

Биокомпютри

 

Естествен интелект

Идеята, разбира се, не е нова. Още преди 20 години неврони на плъхове, отгледани в лаборатория, бяха свързани към система, която им позволи да управляват робот. Разработката на Университета в Джорджия привлече погледите… а после за нея не се чу нищо повече. Дали и тук ще се случи нещо подобно?

Ами ако продължим нататък и… си имате собствен компютър, базиран конкретно на нашите собствени мозъчни клетки? Ако се научим да извличаме стволови клетки от всеки индивид и после да създаваме биокомпютър на базата на тях?

А дали уподобявайки мозъка, няма като последствие да уподобим и чувствата? И здравия разум, разсъдъка…? Онова, което ни прави хора и досега все още не е по силите дори на най-напредналите ни технологии?

Мечтите са безплатни. В света на технологиите, където всичко се развива толкова бързо, си струва да гледаме крачка напред. И докато все още алгоритмите правят грешки и не сме намерили начин добре да уподобим мозъка… може би си струва да държим във форма собствения си такъв. И да го използваме по предназначение, със или без новите технологии.

Дигитални истории
<a href="https://karamanev.me/author/georgik" target="_self">Георги Караманев</a>

Георги Караманев

Програмист, журналист на свободна практика и писател. Още за мен – четете тук.
Дигитални истории

Най-нови публикации:

Кой е авторът – човек или изкуствен интелект?

Кой е авторът – човек или изкуствен интелект?

Можем ли днес да различим създаденото от човека от генерираното от изкуствения интелект? Нека заедно направим един експеримент, който може да даде много интересни отговори. 30 бързи въпроса,...

повече информация
Създават ли алгоритмите изкуство? 15 важни гледни точки

Създават ли алгоритмите изкуство? 15 важни гледни точки

Изкуственият интелект ни изумява с умението си да създава текст, изображения, вече дори видео. Технологии, които изглеждаха немислими, днес са част от ежедневието и в същото време са...

повече информация
„Тетрис“. Човекът не спира да побеждава себе си!

„Тетрис“. Човекът не спира да побеждава себе си!

„Ще умра, не си чувствам ръцете…“, продумва Блу Скути, преди да си даде сметка, че е изпълнил една мечта, изглеждаща невъзможна. Почти 4 десетилетия по-късно е победил, по един или друг начин,...

повече информация
„Всички истории вече са разказани. Но как ще трепти словото?“

„Всички истории вече са разказани. Но как ще трепти словото?“

Срещнали се режисьор, рапър, подкастър и журналист, програмист, писател. Разговор на разменени домакинства… и макар че сме само двама души (и, разбира се, още един чудесен подкастър), се оказа, че...

повече информация

Още публикации по темата:

От рубриката:

Кой е авторът – човек или изкуствен интелект?

Кой е авторът – човек или изкуствен интелект?

Можем ли днес да различим създаденото от човека от генерираното от изкуствения интелект? Нека заедно направим един експеримент, който може да даде много интересни отговори.
30 бързи въпроса, достатъчни са около 5 минути. Иска се единствено да прецените кои от изображенията и текстовете са генерирани от изкуствения интелект и кои са създадени от хора.
Включете се, опитайте! Поканете и приятели! Колкото повече са участващите, толкова по-интересни ще са резултатите!
Събирането на резултати ще продължи две седмици – до 8 март 2024 г. Петима от участниците ще получат подарък.

повече информация
Създават ли алгоритмите изкуство? 15 важни гледни точки

Създават ли алгоритмите изкуство? 15 важни гледни точки

Могат ли алгоритмите да творят?
Средство или автор е изкуственият интелект?
Има ли как ИИ да създаде следващите изкуства, или вече творенето е безсмислено занимание?
Какво ще правим, когато произведенията му във всяка област станат неразличими от човешките?
Вече 3 години в този сайт събирам гледни точки по големите въпроси на днешния технологичен ден. Смятам, че е жизненоважно да включваме повече различни гласове в дискусиите по важните теми, каквато безспорно е тази за изкуството и творчеството.
Ето 15 от най-интересните и съдържателни мнения, които събрах за това време. Влизат ли в противоречие, или се допълват думите на технологичните хора, писателите, творците, духовниците и… котараците?

повече информация
Как да си генерираш инфлуенсър

Как да си генерираш инфлуенсър

Как да не харесаш Елена Димитрова или просто ЕкоЕлена? Руса, усмихната, позитивна. Пътува, живее природосъобразно, дава полезни съвети, предлага екзотични рецепти. Е, има и още един детайл. Тя… не съществува.
Направих си експеримент, създадох изцяло генерирана изкуствена героиня, в продължение на един месец публикувах съдържание от нейно име във Facebook и Instagram.
Какво ли се случи нататък?
84 519 души видяха поне една от нейните публикации, 8900 ги харесаха, профилите ѝ привлякоха 289 последователи. Тя получи няколко десетки умилителни мнения, 9 предложения за романтична връзка… И нито един коментар, който по някакъв начин да отрази факта, че всяка буква, всеки пиксел от онлайн образа на Елена е генериран от изкуствения интелект.
Алгоритмите вече минават теста на Тюринг, ами… ние дали ще го издържим?

повече информация

Най-новите:

Кой е авторът – човек или изкуствен интелект?

Кой е авторът – човек или изкуствен интелект?

Можем ли днес да различим създаденото от човека от генерираното от изкуствения интелект? Нека заедно направим един експеримент, който може да даде много интересни отговори.
30 бързи въпроса, достатъчни са около 5 минути. Иска се единствено да прецените кои от изображенията и текстовете са генерирани от изкуствения интелект и кои са създадени от хора.
Включете се, опитайте! Поканете и приятели! Колкото повече са участващите, толкова по-интересни ще са резултатите!
Събирането на резултати ще продължи две седмици – до 8 март 2024 г. Петима от участниците ще получат подарък.

повече информация
Създават ли алгоритмите изкуство? 15 важни гледни точки

Създават ли алгоритмите изкуство? 15 важни гледни точки

Могат ли алгоритмите да творят?
Средство или автор е изкуственият интелект?
Има ли как ИИ да създаде следващите изкуства, или вече творенето е безсмислено занимание?
Какво ще правим, когато произведенията му във всяка област станат неразличими от човешките?
Вече 3 години в този сайт събирам гледни точки по големите въпроси на днешния технологичен ден. Смятам, че е жизненоважно да включваме повече различни гласове в дискусиите по важните теми, каквато безспорно е тази за изкуството и творчеството.
Ето 15 от най-интересните и съдържателни мнения, които събрах за това време. Влизат ли в противоречие, или се допълват думите на технологичните хора, писателите, творците, духовниците и… котараците?

повече информация
Как да си генерираш инфлуенсър

Как да си генерираш инфлуенсър

Как да не харесаш Елена Димитрова или просто ЕкоЕлена? Руса, усмихната, позитивна. Пътува, живее природосъобразно, дава полезни съвети, предлага екзотични рецепти. Е, има и още един детайл. Тя… не съществува.
Направих си експеримент, създадох изцяло генерирана изкуствена героиня, в продължение на един месец публикувах съдържание от нейно име във Facebook и Instagram.
Какво ли се случи нататък?
84 519 души видяха поне една от нейните публикации, 8900 ги харесаха, профилите ѝ привлякоха 289 последователи. Тя получи няколко десетки умилителни мнения, 9 предложения за романтична връзка… И нито един коментар, който по някакъв начин да отрази факта, че всяка буква, всеки пиксел от онлайн образа на Елена е генериран от изкуствения интелект.
Алгоритмите вече минават теста на Тюринг, ами… ние дали ще го издържим?

повече информация
Д-р Физиев, който учи ИИ да чете гените ни

Д-р Физиев, който учи ИИ да чете гените ни

„Комбинацията между генетика и изкуствен интелект е изключително силна и очаквам през следващите години големи новини“, казва д-р Физиев.
Защо е толкова трудно да разчетем кои от гените ни са виновни за даден проблем? Какви са ползите от това, че днес всеки може да разчете генома си? Дали не надценихме наследствеността като основен фактор за това дали сме здрави? А как изглежда бъдещето на манипулирането на гени и „дизайнерските бебета“?
Д-р Петко Физиев е специалист по биоинформатика – онази област, която обещава през следващите години да научим повече за това как работят гените ни и каква част от здравословните проблеми са предизвикани от наследствеността. На напредъка в генните терапии се възлагат надежди да победи редица заболявания.
Гостът ни работи в сърцето на Силициевата долина, в компанията Illumina, световния доминатор в производството на апаратура за генетични изследвания. Начело е на екип, който разработва приложения с изкуствен интелект, които да помогнат в опознаването на собствената ни ДНК.

повече информация
„Тетрис“. Човекът не спира да побеждава себе си!

„Тетрис“. Човекът не спира да побеждава себе си!

„Ще умра, не си чувствам ръцете…“, продумва Блу Скути, преди да си даде сметка, че е изпълнил една мечта, изглеждаща невъзможна. Почти 4 десетилетия по-късно е победил, по един или друг начин, играта, която всички сме играли.
Застанал зад ретро телевизор с кинескоп, намерен след безброй трудности, щракащ 42 минути без откъсване копчетата на ретро джойстик със скорост над 20 удара в секунда… тийнейджърът ни припомни, че няма предел за човека.
Как обаче е възможно да победиш игра, която няма край? И защо този успех и пътят до него са много важна новина за хората като вид? За възможностите на човека, благодарение на сътрудничеството и на таланта винаги да върви напред… Да създава, да твори, да намира смисъл. Да ражда истории.
„Тетрис“ е легенда, която минава през поколенията, за да ражда следващи легенди. Преди седмица се разходихме из историята на играта, дошла от една съветска лаборатория по време на Студената война. А днес ще се докоснем до един съвсем пресен рекорд, който има да ни каже толкова много за нас самите.

повече информация
„Всички истории вече са разказани. Но как ще трепти словото?“

„Всички истории вече са разказани. Но как ще трепти словото?“

Срещнали се режисьор, рапър, подкастър и журналист, програмист, писател. Разговор на разменени домакинства… и макар че сме само двама души (и, разбира се, още един чудесен подкастър), се оказа, че комбинациите от по три поприща имат още интересни нюанси.
Подкастът „2&200“ е класика в жанра, показва защо днес тази форма на разговор връща погледите и слуховете към споделените думи.
Продължаваме разговора за ценителите на Кустурица и/или Достоевски и/или Маркс. С Орлин Милчев, познат по-рано и като MC ATILA, способен да пробожда с думи и въпроси. Той е и режисьор, миналата година излезе дебютният му пълнометражен филм „Изкуството да падаш“. Гост с неочакван поглед към важните теми на днешния ден, преплетени с технологиите.
„Бич Божи“ отдавна не е един герой, а онова, което създадохме онлайн. Но какво се задава нататък?

повече информация
Share This