Un centru de date va fi alimentat, in premiera, de neuroni umani crescuti in laborator
Categoria:
4
Un centru de date va fi alimentat, in premiera, de neuroni umani crescuti in laborator
Un startup australian construieste ceea ce ar putea deveni primul centru biologic de date din lume, care isi propune sa mareasca performanta cipurilor de calculator pe baza de siliciu cu ajutorul neuronilor umani, transmite marti Live Science. br
Cortical Labs, compania care si-a propus acest obiectiv, si-a deschis o prima facilitate la Melbourne, Australia, si doreste sa deschida o facilitate mai mare la Singapore. In locul spatiilor de depozitare ocupate cu servere traditionale, aceste facilitati vor gazdui sistemele CL1 ale companiei, care combina neuroni umani crescuti in laborator cu componente electronice standard. Obiectivul nu este de a inlocui imediat pastila de siliciu ci de a afla daca sistemele neurale vii pot completa hardware-ul existent in anumite sarcini computationale specifice, conform Agerpres. br
Conceptul porneste de o premisa inselator de simpla: neuronii sunt deja procesoare pentru informatii. Neuronii schimba intre ei, in creier, semnale electrice, formand paternuri care se schimba in timp. Unele dintre aceste conexiuni devin mai putenice, in timp ce altele slabesc, generand o remodelare constanta ce se afla la baza invatatii. Cipurile traditionale nu se comporta asa, pentru ca ele urmeaza seturi de instructiuni fixate in loc sa reactioneze in functie de feedback. br
Oamenii de stiinta au petrecut ani incercand sa valorifice invatarea biologica. Intr-o cercetare anterioara publicata in jurnalul Neuron, oameni de stiinta de la Cortical Labs au crescut neuroni pe un cip si apoi i-au invatat sa joace o versiune simplificata de Pong prin conectarea lor la un mediu simulat. Aceasta realizare s-a bazat pe o bucla de feedback inchisa: cand neuronii produceau un comportament util, inputurile deveneau mai previzibile; cand nu se intampla asta, semnalele deveneau mai haotice. In timp, neuronii s-au stabilizat in tipare mai stabile. br
Acelasi principiu sta la baza demonstratiilor mai recente, inclusiv experimente in care sisteme similare au interactionat cu versiuni simplificate ale jocului Doom. Aceste configuratii raman foarte restrictionate, dar arata ca retelele neuronale vii pot fi orientate catre un comportament directionat catre obiective atunci cand sunt integrate intr-un sistem bazat pe feedback. br
Sistemul CL1 este un dispozitiv hibrid, fiecare unitate continand aproximativ 200. 000 de neuroni umani derivati din celule stem si crescuti direct pe un cip de siliciu. Acesti neuroni sunt aranjati pe o matrice de microelectrozi, care actioneaza ca interfata intre biologie si electronica. Electrozii pot stimula celulele cu semnale electrice si pot inregistra activitatea rezultata in timp real. br
In jurul acestuia se afla un sistem de sustinere a vietii care mentine celulele in viata, furnizeaza nutrienti, regleaza temperatura si mentine un mediu stabil. Un strat software traduce apoi intre semnalele biologice si intrarile si iesirile digitale, transformand efectiv tiparele de activitate neuronala in ceva ce un computer poate utiliza. br
In termeni de calcul, neuronii actioneaza mai putin ca un procesor care executa instructiuni si mai mult ca un sistem dinamic care transforma intrarile in tipare complexe. Acest lucru este uneori descris drept calcul rezervor, in care un sistem cu un comportament intern bogat proceseaza semnale care pot fi interpretate de software extern. br
Interesul pentru aceasta abordare este strans legat de cresterea rapida a inteligentei artificiale (AI). Sunt necesare cantitati enorme de putere de calcul pentru a antrena si rula sistemele AI moderne, iar centrele de date care le sustin consuma cantitati semnificative de electricitate si apa. Pe masura ce cererea creste, cresc si preocuparile legate de consumul de energie si de limitele pe termen lung ale designului conventional al cipurilor. br
Sistemele biologice ofera un model diferit. Creierul uman functioneaza cu aproximativ 20 de wati de putere, dar poate indeplini sarcini precum recunoasterea tiparelor, invatarea si luarea deciziilor cu o eficienta remarcabila. Cercetatorii care lucreaza in domeniul calculului biologic sustin ca sistemele bazate pe neuroni ar putea, in principiu, sa gestioneze anumite sarcini de lucru cu cerinte energetice mult mai mici decat sistemele bazate pe siliciu. br
Avantajul nu consta in viteza sau precizia brute. Siliciul ramane mult superior pentru calculele deterministe si procesarea la scara larga. Mai degraba punctul forte este adaptabilitatea. Neuronii se reorganizeaza in mod natural ca raspuns la input, ceea ce i-ar putea face utili pentru sarcini care implica invatarea din date rare, corupte sau incomplete. De exemplu, aceste sisteme tind sa exceleze la sarcini precum recunoasterea tiparelor, procesarea senzoriala si luarea deciziilor in conditii de incertitudine. br
Cortical Labs isi pozitioneaza tehnologia in acest spatiu emergent. Reprezentantii companiei spun ca sistemele sale necesita o energie relativ redusa si ar putea oferi in cele din urma o modalitate mai eficienta de a procesa anumite tipuri de informatii. Aceste afirmatii raman insa speculative, iar sistemele actuale sunt limitate atat ca scara, cat si capacitate. br
Facilitatile descrise ca centre de date sunt inca mici conform standardelor industriei. Cortical Labs nu a dezvaluit numarul de unitati pentru sediul sau din Melbourne, dar sistemele sale CL1 sunt dispozitive la scara de laborator, ceea ce inseamna ca implementarile de astazi functioneaza probabil la zeci de unitati, mai degraba decat la mii. Prin comparatie, centrele de date hiperscalare operate de Amazon, Microsoft si Google incadreaza zeci de mii de servere in cladiri care pot depasi un milion de metri patrati. br
Se asteapta ca instalatia planificata de Cortical in Singapore sa se extinda in continuare, dar este inca in constructie. Capacitatile sunt la fel de limitate. Demonstrarea faptului ca neuronii pot invata sarcini simple, asemanatoare jocurilor, este o dovada importanta a conceptului, dar este departe de aplicatiile din lumea reala. Nu exista inca dovezi ca sistemele biologice pot concura cu GPU-urile sau procesoarele in tipurile de sarcini de lucru care domina informatica moderna, cum ar fi antrenamentul la scara larga al inteligentei artificiale sau procesarea datelor de inalta frecventa. br
In ciuda progreselor uriase inregistrate in neurostiinte in ultimul secol, principiile fundamentale ale procesarii si stocarii informatiilor in creier sunt departe de a fi intelese, a declarat informaticianul, matematicianul si inginerul hardware Steve Fuber. In aceasta etapa incipienta a dezvoltarii unor astfel de sisteme, multe lucruri sunt necunoscute (. . . ) Suntem inca departe de a identifica o abordare optima care sa fie la fel de generala in acest domeniu precum este procesorul programabil de uz general in domeniul calculului conventional, a mai sustinut el. br
In acelasi timp, efortul reflecta o schimbare mai ampla a modului in care este explorata tehnica de calcul. Pe masura ce abordarile traditionale se confrunta cu limite fizice si economice, cercetatorii cauta alternative care ar fi parut impracticabile cu doar cativa ani in urma. Sistemele biologice sunt una dintre optiunile mai neconventionale, inclusiv sistemul CL1 si cipurile infuzate cu ADN, noteaza Live Science. br
Celulele vii sunt in mod inerent mai complexe decat tranzistorii. Acestea necesita conditii controlate, aprovizionare constanta cu nutrienti si monitorizare continua, au spus oamenii de stiinta. Comportamentul lor poate varia in functie de proba, iar durata lor de viata este limitata. Scalarea celulelor vii in ceva suficient de fiabil pentru utilizarea in infrastructura este un obstacol major in inginerie. br
Exista, de asemenea, intrebari deschise cu privire la reproductibilitate si control. Cipurile de siliciu se comporta previzibil in conditii definite, in timp ce sistemele biologice nu. Asigurarea unei performante constante la o scara mai mare va fi esentiala pentru ca tehnologia sa depaseasca utilizarea experimentala. De asemenea, incep sa apara consideratii etice. Culturile neuronale actuale sunt departe de a fi ceva care sa semene cu constiinta, dar cercetatorii din domeniu au solicitat deja indrumari clare pe masura ce sistemele devin mai complexe. Intrebarea nu este imediata, dar este dificil de ignorat pe masura ce tehnologia evolueaza. br
Pentru moment, proiectul Cortical Labs este considerat o incercare timpurie de a muta informatica biologica din laborator in ceva apropiat de infrastructura reala. Ştiinta care sta la baza acesteia este credibila la scara mica, iar motivatia de a explora alternative la siliciu creste pe masura ce sistemele de inteligenta artificiala se extind. br
Ceea ce ramane incert este daca aceste doua aspecte pot fi reunite intr-un mod semnificativ. Sistemele actuale sunt limitate, fragile si departe de a fi competitive din punct de vedere comercial. In loc sa se bazeze exclusiv pe siliciu mai rapid si mai eficient, unii cercetatori incep sa exploreze daca sistemele vii, cu toata complexitatea si imprevizibilitatea lor, ar putea juca in cele din urma un rol in modul in care masinile proceseaza informatiile. br
br
Taguri & Cuvinte Cheie:
Un centru de date va fi alimentat, in premiera, de neuroni umani crescuti in laborator centru date alimentat,
un centru de date va fi alimentat # in premiera # de neuroni umani crescuti in laborator