Sie erschaffen einen biologischen Computer, indem sie 16 menschliche Minigehirne verbindenBildnachweis: Jordan et al., Frontiers in Artificial Intelligence, 2024.
Ein Schweizer Startup hat gerade einen biologischen Computer auf den Markt gebracht, der sich mit lebenden, pulsierenden Gehirnzellen verbindet: Er verbraucht viel weniger Energie als herkömmliche bitbasierte Computer und ist auf der Suche nach neuen Computergeräten und Anwendungen der künstlichen Intelligenz (KI), die eine Funktionsfähigkeit erreichen können eine ähnliche Effizienz wie das menschliche Gehirn.
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Das Schweizer Unternehmen FinalSpark hat eine Online-Plattform namens Neuroplatform erstellt, die verwendet kugelförmige Ansammlungen menschlicher Gehirnzellen, die im Labor gezüchtet wurden und als Gehirnorganoide oder Minihirne bezeichnet werden. Insgesamt 16 Organoide sind in vier Arrays untergebracht, die mit jeweils acht Elektroden und einem Mikrofluidiksystem verbunden sind, das den Zellen Wasser und Nährstoffe zuführen soll.
Leistungsstärker, effizienter und nachhaltiger
Laut einem im Impact Lab veröffentlichten Artikel verbrauchen Bioprozessoren, wie sie in Neuroplatform verwendet werden eine Million Mal weniger Strom als herkömmliche digitale Prozessoren, Dies verspricht eine deutliche Reduzierung der Umweltauswirkungen der Datenverarbeitung. Gleichzeitig ist es ein Fortschritt auf dem Weg zu Computergeräten mit einer ähnlichen Effizienz wie das menschliche Gehirn.
Seit Jahrzehnten versuchen Computerspezialisten, die Bedingungen unseres Gehirns nachzuahmen, indem sie seine neuronalen Netze replizieren, um Anwendungen der künstlichen Intelligenz (KI) mit größerer Rechenleistung zu entwickeln. Doch obwohl diese künstlichen neuronalen Netze erhebliche Fortschritte gemacht haben und sehr leistungsfähig geworden sind, Auch der Energieverbrauch ist gestiegen.
Angesichts der zunehmenden Abhängigkeit unserer Gesellschaft von diesen Computer- und KI-Geräten ist ihre Nutzung auf lange Sicht nicht mehr nachhaltig. Laut den Forschern hinter dem neuen biologischen Computer, die ihre Ergebnisse in einer in der Fachzeitschrift Frontiers in Artificial Intelligence veröffentlichten Studie zusammengefasst haben, erforderte das Training eines einzelnen großen Sprachmodells (LLM) wie GPT-3 etwa 10 Gigawatt/Stunde. etwa das 6.000-fache des jährlichen Energieverbrauchs eines durchschnittlichen europäischen Bürgers.
Hardware, Software und Biologie
Wissenschaftler behaupten, dass die Verwendung von Bioprozessoren könnte diesen Energieaufwand erheblich reduzieren und eine neue Ära in der Entwicklung von Computergeräten und KI-Lösungen mit größerer Verarbeitungskapazität, Effizienz und Nachhaltigkeit einleiten. Im Vergleich zum Verbrauch von GPT-3 betreibt das menschliche Gehirn 86 Milliarden Neuronen mit nur 0,3 Kilowatt pro Stunde, wie aus einem in Science Alert veröffentlichten Artikel hervorgeht.
Neuroplatform arbeitet mit einer Architektur, die als „Wetware“ klassifiziert ist. das Hardware, Software und integriert Biologie. Die Hauptinnovation der Plattform liegt in der Verwendung von vier Multi-Elektroden-Arrays (MEAs), die lebende Gewebeorganoide beherbergen. Dabei handelt es sich um dreidimensionale Zellmassen aus Hirngewebe. Jede MEA enthält vier Organoide: Der Datenaustausch wird durch Analog-Digital-Wandler erleichtert. Darüber hinaus ermöglicht die Software den Forschern die Eingabe von Datenvariablen und die Interpretation der Prozessorausgabe.
Referenz
Offene und aus der Ferne zugängliche Neuroplattform für die Forschung im Bereich Wetware Computing. Fred D. Jordan et al. Grenzen der künstlichen Intelligenz (2024). DOI:https://doi.org/10.3389/frai.2024.1376042
