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

Дигитални истории е и ще си остане изцяло некомерсиално начинание, на което посвещавам доста време и усилия. За създаването на сайта обаче са нужни определени разходи. Ако имате възможност и желание да подпомогнете сайта, вече можете да го направите. Разбира се, все така важна подкрепа си остава всяка добра дума, всяко споделяне на темите.

<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:

Какво мислите за изкуствения интелект? Мнението ви е важно!

Какво мислите за изкуствения интелект? Мнението ви е важно!

Какво е вашето мнение – изкуственият интелект е неоправдан медиен шум или големият фактор, който ще промени бъдещето ни като вид? Ще отвори невероятни възможности пред хората или ще превърне света в...

повече информация
„Не оценяваме, че живеем в най-добрия момент в историята“

„Не оценяваме, че живеем в най-добрия момент в историята“

„Хората не оценяват, че живеем в най-добрия момент в човешката история. Имаме развита медицина, транспорт, комуникации... всичко, всичко, за което ще се сетиш. Да имаш възможност да обикаляш целия...

повече информация
ТръмпСкрипт или да кодиш с песен. 10 шантави езика за програмиране

ТръмпСкрипт или да кодиш с песен. 10 шантави езика за програмиране

Компютърен код, който прилича на готварска рецепта? Създаване на програми с помощта на… цветове или звуци? Езици за програмиране, вдъхновени от Шекспир, от Тери Пратчет и дори Доналд Тръмп? Ако...

повече информация
А сега накъде, ChatGPT?

А сега накъде, ChatGPT?

Да бъдеш, или не? Наляво или надясно? Животът ни е низ от решения, от които зависи всичко. От това дали ще постигнем върховете, за които мечтаем, до вечната енигма какво да обядваме. Някои хора са...

повече информация
„Искам да живея в свят, богат на смислени разговори, вдъхновяващи истории и отговорна журналистика“

„Искам да живея в свят, богат на смислени разговори, вдъхновяващи истории и отговорна журналистика“

„Забравяме, защото не можем да смогнем да обработим цялата информация, която достига до нас, и да правим връзки между явленията. По този начин ставаме много лесно манипулируеми. И последствията се...

повече информация

Още публикации по темата:

От рубриката:

Какво мислите за изкуствения интелект? Мнението ви е важно!

Какво мислите за изкуствения интелект? Мнението ви е важно!

Мнението ви е важно! През последните години се разделяме в крайности и шаблони в отношението си към технологиите. А изкуственият интелект се превръща във водеща тема, за която всеки има какво да каже.
Как смятате – дали изкуственият интелект е неоправдан медиен шум, или големият фактор, който ще промени бъдещето ни като вид? Ще отвори невероятни възможности пред хората или ще превърне света в дигитален концлагер?
Сега е моментът да кажете какво мислите по темата!
Смятам, че е важно да разберем какво е отношението към ИИ на колкото може повече хора. Ще съм ви благодарен, ако попълните 20 бързи въпроса, нужни са ви само 5 минути.
Благодаря от сърце за всяко попълване, за всяко споделяне!

повече информация
ТръмпСкрипт или да кодиш с песен. 10 шантави езика за програмиране

ТръмпСкрипт или да кодиш с песен. 10 шантави езика за програмиране

Компютърен код, който прилича на готварска рецепта? Създаване на програми с помощта на… цветове или звуци? Езици за програмиране, вдъхновени от Шекспир, от Тери Пратчет и дори Доналд Тръмп? Ако човек излезе от утъпкания път, може да намери доста забавни и неочаквани щрихи в света на информационните технологии.
Езиците за програмиране са дори по-пъстри и интересни от човешките, те не се раждат „по естествен път“ в резултат от еволюция, а са резултат от желанието на създателите си да дадат ново средство на останалите. Достатъчно добро, за да превръща идеите им в компютърните програми, които днес движат света напред. Да, винаги ще ги има сериозните и полезните езици (например JavaScript, този, с който и аз си изкарвам хляба), онези, които се използват всеки ден и навсякъде около нас.
Но я има и другата страна – забавна, шантава, нестандартна. Ето 10 такива истории…

повече информация
А сега накъде, ChatGPT?

А сега накъде, ChatGPT?

Да бъдеш, или не? Наляво или надясно?
Животът ни е низ от решения, от които зависи всичко. От това дали ще постигнем върховете, за които мечтаем, до вечната енигма какво да обядваме. Някои хора са решителни и бързат смело да поемат и най-големия риск, други с месеци мъчително обмислят всяка малко по-решителна крачка.
А не може ли да е по-лесно? Ето, вече си имаме прословутия ChatGPT, напредващият изкуствен интелект се учи да анализира огромни обеми от данни. Все повече „говори“ и „рисува“ като човек (че и по-добре). Кога той може да се окаже в ролята на жокера „помощ от приятел“? И за какво не бива да го питаме, тъй като е ограничен от днешните си възможности, докато ние го натоварваме с нереални очаквания?
Изборът на правилното решение най-често е това, което движи напред сюжета на големите (и малките) художествени произведения. Ето защо ще ги съберем, Хамлет и ChatGPT, за да потърсим кои са онези житейски лабиринти, буквални и преносни, през които е готов да ни преведе електронният Вергилий. И кои са задънените пътища, през които може да ни запрати право срещу Минотавъра…
Пет случая, в които изкуственият интелект вече е тук, за да ни поведе и пет, за които ще трябва да почакаме (или никога няма да дочакаме).

повече информация

Най-новите:

Какво мислите за изкуствения интелект? Мнението ви е важно!

Какво мислите за изкуствения интелект? Мнението ви е важно!

Мнението ви е важно! През последните години се разделяме в крайности и шаблони в отношението си към технологиите. А изкуственият интелект се превръща във водеща тема, за която всеки има какво да каже.
Как смятате – дали изкуственият интелект е неоправдан медиен шум, или големият фактор, който ще промени бъдещето ни като вид? Ще отвори невероятни възможности пред хората или ще превърне света в дигитален концлагер?
Сега е моментът да кажете какво мислите по темата!
Смятам, че е важно да разберем какво е отношението към ИИ на колкото може повече хора. Ще съм ви благодарен, ако попълните 20 бързи въпроса, нужни са ви само 5 минути.
Благодаря от сърце за всяко попълване, за всяко споделяне!

повече информация
„Не оценяваме, че живеем в най-добрия момент в историята“

„Не оценяваме, че живеем в най-добрия момент в историята“

„Хората не оценяват, че живеем в най-добрия момент в човешката история. Имаме развита медицина, транспорт, комуникации… всичко, всичко, за което ще се сетиш. Да имаш възможност да обикаляш целия свят без ограничения и да не се възползваш от нея, е престъпление срещу еволюцията. Защото това няма да продължи завинаги. Ковид, войни, режими, болести… В момента се намираме в една съвършена обстановка, в която най-големият проблем е, че компютрите с Windows забиват за 8 часа и ти отлагат полета за следващия ден“.
Ще поговорим за радостта от писането и нуждата от трудности в живота. Ще попътуваме из света, из литературата, из важните теми на днешния ден. С един човек, който наистина обича да пътува, както нищо друго – живял е на 4 континента, обиколил е повече от 40 държави.
Або. Избрал си е име като на изкуствен интелект. Учил за криминалист, педагог и психолог, днес той е писател – автор на две книги, редактор, преводач и журналист.
Но как така и защо се казва Або? И защо поданикът на крал Чарлз III избира след толкова пътуване да се върне в България, която смята за балансирано, щастливо, уютно място?

повече информация
ТръмпСкрипт или да кодиш с песен. 10 шантави езика за програмиране

ТръмпСкрипт или да кодиш с песен. 10 шантави езика за програмиране

Компютърен код, който прилича на готварска рецепта? Създаване на програми с помощта на… цветове или звуци? Езици за програмиране, вдъхновени от Шекспир, от Тери Пратчет и дори Доналд Тръмп? Ако човек излезе от утъпкания път, може да намери доста забавни и неочаквани щрихи в света на информационните технологии.
Езиците за програмиране са дори по-пъстри и интересни от човешките, те не се раждат „по естествен път“ в резултат от еволюция, а са резултат от желанието на създателите си да дадат ново средство на останалите. Достатъчно добро, за да превръща идеите им в компютърните програми, които днес движат света напред. Да, винаги ще ги има сериозните и полезните езици (например JavaScript, този, с който и аз си изкарвам хляба), онези, които се използват всеки ден и навсякъде около нас.
Но я има и другата страна – забавна, шантава, нестандартна. Ето 10 такива истории…

повече информация
Божидар и химията срещу пластовете прах

Божидар и химията срещу пластовете прах

Божидар Стефанов е поканен да работи в Оксфорд, но избира да си направи химическа лаборатория в Техническия университет в София. В зала, която още е без климатик. А споделя, че колегите му я наричали „изотопната“, преди да се нанесе, понеже през 70-те в нея се правели експерименти с радиоактивни изотопи. „Не влизам без гайгеров брояч“ – усмихвам се, а той вади споменатия уред и ми показва, че показателите са в норма. Не се шегувайте с химик.
После ми разказва за разчистването на лабораторията, за пластовете прах (и източногермански порносписания), които е изринал, преди днес да има свое място, където да провежда научни изследвания.
По време на пандемията се научава да бродира. А преди това дълги години е печелил фокуса на камерите като човек, който умее да представя науката достъпно, адекватно и атрактивно на събитията FameLab. Макар напоследък да не е това фокусът му, а именно – да създава научни резултати.
Вярвам му, че обстановката е здравословна, нямам избор, той разбира от темата. Но му вярвам също, че може да има и чист въздух, и големи перспективи за науката у нас, ако ги има повече такива като него. Може би даже ще му простя скептицизма за това, че изкуственият интелект ще реши големите въпроси на химията… защото е химик, учен с признания и богат опит. И защото е време все повече да слушаме хората, които горят в науката и са я избрали за свое поприще. Които разбират какво говорят и могат да дадат не непременно най-шареното и анимирано гледище. Но пък това, което наистина рисува бъдещето…

повече информация
А сега накъде, ChatGPT?

А сега накъде, ChatGPT?

Да бъдеш, или не? Наляво или надясно?
Животът ни е низ от решения, от които зависи всичко. От това дали ще постигнем върховете, за които мечтаем, до вечната енигма какво да обядваме. Някои хора са решителни и бързат смело да поемат и най-големия риск, други с месеци мъчително обмислят всяка малко по-решителна крачка.
А не може ли да е по-лесно? Ето, вече си имаме прословутия ChatGPT, напредващият изкуствен интелект се учи да анализира огромни обеми от данни. Все повече „говори“ и „рисува“ като човек (че и по-добре). Кога той може да се окаже в ролята на жокера „помощ от приятел“? И за какво не бива да го питаме, тъй като е ограничен от днешните си възможности, докато ние го натоварваме с нереални очаквания?
Изборът на правилното решение най-често е това, което движи напред сюжета на големите (и малките) художествени произведения. Ето защо ще ги съберем, Хамлет и ChatGPT, за да потърсим кои са онези житейски лабиринти, буквални и преносни, през които е готов да ни преведе електронният Вергилий. И кои са задънените пътища, през които може да ни запрати право срещу Минотавъра…
Пет случая, в които изкуственият интелект вече е тук, за да ни поведе и пет, за които ще трябва да почакаме (или никога няма да дочакаме).

повече информация
„Искам да живея в свят, богат на смислени разговори, вдъхновяващи истории и отговорна журналистика“

„Искам да живея в свят, богат на смислени разговори, вдъхновяващи истории и отговорна журналистика“

„Забравяме, защото не можем да смогнем да обработим цялата информация, която достига до нас, и да правим връзки между явленията. По този начин ставаме много лесно манипулируеми. И последствията се виждат – насаждат се страхове, прокарват се разделителни линии, поляризацията на всяко едно ниво в обществото се изостря, което едновременно ме натъжава и плаши.“
„Обичам да си играя с думите и да разказвам истории, които информират, обогатяват и вдъхновяват“, казва днешният ни гост.
Даниел Пенев е журналист, преводач на нехудожествени книги от английски език в областта на популярната психология, литературата за самопомощ, лидерството и бизнеса, редактор и създател на маркетинг съдържание. Автор на книгите „Хората, които променят България“ (в две части) и „От нас зависи“ и съавтор на книгата „Да тичаш към себе си“ (заедно с ултрамаратонеца Краси Георгиев).
Кои са важните истории от днешния ден и защо си струва да ги разказваме? Дали стават успешни най-неочакваните и неоправданите? Защо е толкова важно все повече да си говорим в днешния свят на ежедневни разделения?

повече информация
Share This