Neuroni umani, conectați la cipuri de siliciu, antrenați să joace Doom
Un pas important spre dezvoltarea calculatoarelor biologice programabile a fost realizat de o echipă de cercetători. Aceștia au conectat 200.000 de celule cerebrale umane la cipuri de siliciu și le-au antrenat să joace celebrul joc video Doom. Experimentul deschide noi căi în domeniul sistemelor hibride, care combină biologia cu tehnologia digitală.
Experimentul a fost efectuat de startup-ul australian de biotehnologie Cortical Labs, folosind sistemul său de calcul neuronal CL-1. Sistemul inovator combină neuroni vii cu componente electronice, creând ceea ce oamenii de știință numesc „biologie programabilă”. Cercetătorii au crescut neuronii pe o matrice de microelectrozi pentru a crea un procesor neural hibrid. Cipul CL-1 a transformat datele digitale ale jocului în semnale electrice pe care neuronii le-au putut interpreta.
Cum funcționează sistemul neural pentru Doom
Procesul a implicat transformarea datelor jocului Doom în semnale electrice. Neuronii, conectați la cipul de siliciu, au primit aceste semnale, iar răspunsurile neuronale au fost convertite în comenzi digitale. Aceste comenzi au fost apoi folosite pentru a controla acțiunile în joc. Prin această interfață, neuronii au reușit să interacționeze cu mediul tridimensional al jocului Doom.
În timp ce se aflau în joc, neuronii au navigat pe hartă, au vizat inamicii și au tras cu armele. „Sistemul a demonstrat o învățare adaptivă și un comportament orientat către obiective în timpul jocului”, au explicat cercetătorii. Deși neuronii nu pot concura încă cu jucătorii umani, experimentul demonstrează capacitatea sistemelor neuronale vii de a învăța sarcini digitale complexe.
De la Pong la Doom: Evoluția sistemelor hibride
Acest experiment se bazează pe un succes anterior al Cortical Labs, din 2021, când neuroni crescuți în laborator au fost antrenați să joace jocul simplu Pong. Antrenarea acelor neuroni a necesitat peste un an și jumătate de dezvoltare. Adaptarea sistemului pentru Doom a fost mult mai rapidă. Dezvoltatorul independent Sean Cole a creat o interfață Python care a permis neuronilor să interpreteze semnalele jocului; în doar o săptămână, sistemul neuronal a putut naviga autonom în mediul jocului.
Cercetătorii cred că sistemele de calcul biologic ar putea completa procesoarele clasice din siliciu. Neuronii vii pot procesa informații complexe și incerte cu mult mai puțină energie decât cipurile tradiționale. Această capacitate ar putea face sistemele hibride utile pentru robotică și pentru sarcini de decizie în timp real. Oamenii de știință explorează și posibilitatea ca astfel de sisteme să controleze membre robotice sau interfețe neuronale avansate.
În pofida progreselor, rămân multe întrebări despre modul în care neuronii percep mediile digitale fără organe senzoriale. Cortical Labs a anunțat că, în prezent, lucrează la extinderea aplicațiilor sistemului CL-1 și la explorarea potențialului acestuia în diverse domenii, inclusiv în cercetarea medicală și în dezvoltarea de noi tehnologii.
