تولید نخستین رایانه زنده جهان/ مغز انسان به‌‌جای تراشه‌ها محاسبه می‌کند

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری  آنا به نقل از اینترستینگ اینجینرینگ، شرکت فناوری سوئیسی «فاینال اسپارک» (Final Spark) توانسته با موفقیت یک نوروپلتفرم راه‌اندازی کند. نوروپلتفرم نخستین پلتفرم پردازش زیستی جهان است که در آن ارگانوئید‌های مغز انسان (نسخه‌های کوچک شده اندام‌ها در آزمایشگاه) به جای تراشه‌های سیلیکونی وظایف محاسباتی را انجام می‌دهند.

چنین ساختاری میزبان مهارت پردازش ۱۶ارگانوئید مغزی است که به ادعای شرکت، یک میلیون برابر انرژی کمتری نسبت به همتایان سیلیکونی آنها مصرف می‌کند.  

تراشه‌های مبتنی بر سیلیکون، که با کوچک‌تر کردن و مقیاس‌پذیری آسان‌تر، محاسبات را متحول کرده‌اند، به ناکارآمدی نیز شناخته می‌شوند. ترانزیستور‌های این تراشه‌ها بسیار انرژی‌برهستند و با افزایش کاربرد‌هایی مانند توسعه مدل‌های هوش مصنوعی (AI)، تأثیر این ناکارآمدی‌ها نیز آشکارتر می‌شود.  

طبق برآورد‌های «فاینال اسپارک»، آموزش مدل محبوب زبان بزرگ «جی‌پی‌تی-۳» که چت جی‌پی‌تی در روز‌های ابتدایی از آن تغذیه می‌کرد، به تنهایی ۱۰ گیگاوات ساعت انرژی مصرف می‌کرد. این انرژی ۶ هزار برابر بیشتر از مصرف متوسط ​​یک شهر اروپایی در یک سال کامل است.  

جایگزینی تراشه‌های سیلیکونی با پردازشگر‌های زیستی می‌تواند منجر به صرفه‌جویی شدید انرژی شود. «فاینال اسپارک» به آزمایشگاه‌های تحقیقاتی اجازه می‌دهد تا قدرت پردازشگر‌های بیولوژیکی را در نوروپلتفرم تجربه کنند.

نوروپلتفرم چگونه کار می‌کند؟  

از آنجایی که نوروپلتفرم از بافت مغز انسان برای پردازش داده‌ها استفاده می‌کند، اساساً پلتفرمی است که در آن سخت افزار، نرم افزار و زیست شناسی در کنار هم قرار می‌گیرند. محققان اغلب از چنین سیستمی به عنوان خیس افزار (wetware) یاد می‌کنند، زیرا شامل یک جزء بیولوژیکی است.  

«فاینال اسپارک» کار این اجزای متنوع را از طریق یک روش خلاقانه به نام آرایه‌های چند الکترودی (MEAs) ممکن کرده است، جایی که توده‌های سه‌بعدی بافت مغز قرار می‌گیرند.  

هر آرایه چند الکترودی دارای چهار ارگانوئید مغزی است که با هشت الکترود ارتباط دارد. این الکترود‌ها نقش دوگانه درتحریک ارگانوئید‌ها و ثبت داده‌هایی پردازش شده انجام می‌دهند.  

انتقال اطلاعات از طریق مبدل‌های دیجیتال آنالوگ با وضوح ۱۶ بیت و فرکانس ۳۰ کیلوهرتز انجام می‌شود. یک سیستم میکروسیال پشتیبانی حیاتی را برای آرایه‌های چند الکترودی فراهم می‌کند و دوربین‌ها می‌توانند عملکرد کلی آنها را نظارت کنند.  

قسمت نرم افزاری نورو پلتفرم شامل مجموعه‌ای است که ورود متغیر‌ها برای محاسبات، خواندن و تفسیر داده‌های خروجی را تسهیل می‌کند.

پردازشگر‌های زیستی تا چه مدت کار می‌کند؟  

«فاینال اسپارک» ادعا می‌کند که پردازنده آن یک میلیون بار کمتر از یک تراشه سیلیکونی انرژی مصرف می‌کند. با این حال، بخش زنده تنظیمات محاسباتی آن نیز با این اخطار همراه است که می‌میرد و زمانی کار نمی‌کند.

فاینال اسپارک در سال‌های اولیه خود با چالش‌های زیادی روبرو بود، زیرا ارگانوئید‌ها تنها در چند ساعت می‌میرند. این شرکت روی این نقص کار کرده و آرایه‌های چند الکترودی خود را بهبود بخشیده است تا اطمینان حاصل شود که ارگانوئید‌ها ۱۰۰ روز زنده هستند.  

فاینال اسپارک با همکاری با ۹ موسسه دیگر امیدوار است که به زودی نخستین پردازنده زنده دنیا را بسازد.