В Сингапуре запустили вычислительный комплекс на человеческих нейронах. Он объединяет ученых из Национального университета Сингапура, оператора дата-центров и австралийский стартап в сфере биологических вычислений. Нейроны выращивают из стволовых клеток и размещают на чипах с микроэлектродами: через них клеткам подают электрические импульсы и считывают ответную реакцию. Сейчас в лаборатории работают 20 установок, в каждой задействовано около 800 тысяч нейронов.
Главное обещание органического процессора — высокая энергоэффективность. Человеческий мозг потребляет примерно столько энергии, сколько обычная настольная лампа, но справляется с задачами, для которых классическим серверам могут потребоваться целые залы с видеокартами. Однако оценивать нужно не только сами нейроны, но и инфраструктуру, необходимую для поддержания их жизнедеятельности.
«Сами нейроны действительно требуют относительно небольшого количества энергии, — комментирует основатель ИТ-компании Игорь Никитин. — Но нельзя ориентироваться только на потребление вычислительной системы. Необходимо учитывать всю инфраструктуру, которая поддерживает жизнь клеток: контроль температуры, газовой и жидкостной среды, работу точного лабораторного оборудования. На мой взгляд, утверждать, что вся система в целом уже сейчас значительно энергоэффективнее обычного компьютера, — преждевременно».
У технологии пока остаются и другие ограничения. Нейронные сети живут от нескольких месяцев до полугода, а при высоких нагрузках изнашиваются быстрее. Бактериальное заражение или изменение температуры на доли градуса может уничтожить дорогостоящую систему. Кремниевый процессор можно заменить за час, а биологический чип приходится выращивать заново и повторно обучать.
«При активной вычислительной нагрузке ткани быстрее изнашиваются, — подтверждает Никитин. — Поэтому для их работы необходимы практически лабораторные условия. Параметры придется поддерживать очень строго, вплоть до десятых долей градуса».
Научный сотрудник Института искусственного интеллекта Airi Евгений Дживеликян отмечает, что для клеток необходимо создать условия, которые в организме человека обеспечивает множество систем:
«Весь сложнейший организм человека работает на обеспечение жизнедеятельности нервной ткани мозга. Заменить все это для нейронов из пробирки — непростая задача. Кроме того, мозг отличается высокой пластичностью. Если часть ткани погибнет, он перераспределит функции. Но в случае с компьютером при замене нейронов потребуется время, чтобы они смогли научиться взаимодействовать с остальными и выполнять свою функцию».
Аренда одного такого нейрокомпьютера стоит около двух тысяч долларов в месяц — за эти же деньги можно взять в лизинг мощную видеокарту. Поэтому в ближайшее время биопроцессоры не заменят привычные устройства.
«Сегодня это скорее лабораторный прибор, а не устройство, которым можно пользоваться, подобно смартфону или ноутбуку, — подчеркивает Дживеликян. — Новую биологическую систему придется создавать и обучать заново. Поэтому говорить о преимуществе по стоимости сейчас нельзя. Ситуация отчасти похожа на квантовые вычисления: технология может оказаться эффективной для определенного класса задач, например, управления автономными роботами, но это не означает, что она должна заменить классические компьютеры во всем».
Отдельный вопрос — может ли у живой ткани в лаборатории появиться собственное «я». Эксперты подчеркивают, что способность выполнять отдельные задачи сама по себе не свидетельствует о сознании.
«На данный момент системы демонстрируют функциональную имитацию определенных аспектов разума: они могут обучаться, решать задачи в ограниченном контексте, — объясняет доцент Финансового университета при Правительстве РФ Ирина Карапетова. — Но это не означает, что они "понимают" или "осознают" что-либо в человеческом смысле».
Для формирования самосознания нужны тело, гормоны, сенсорный опыт взаимодействия с реальным миром, социальные связи и эмоции. Нейроны в чашке Петри лишены боли, страха, инстинкта самосохранения и рефлексии.
«Мы до сих пор не знаем, что именно представляет собой сознание и какое количество нейронов необходимо для его возникновения, — говорит Игорь Никитин. — Более того, не существует однозначного теста, который позволил бы установить наличие сознания в таком биокомпьютере».
Даже если у биокомпьютеров не появится собственное «я», они могут стать важным инструментом для медицины. По словам Карапетовой, с их помощью можно будет моделировать болезни Альцгеймера и Паркинсона, тестировать новые лекарства и изучать механизмы человеческой памяти без участия живых пациентов.
