براساس گزارشات، پژوهشگران در سوئیس با توسعه ۱۶ مغز که در آزمایشگاه به رشد رسیده‌اند، موفق به اجرای نخستین رایانه زنده در جهان شده‌اند.
بر اساس اطلاعات منتشر شده در ایسنا، مدل‌های هوش مصنوعی به‌طرزی حیرت‌انگیز به اندازه ۶۰۰۰ برابر بیشتر از یک شهر اروپایی انرژی مصرف می‌کنند، اما زیست‌پردازنده‌ها وعده می‌دهند که صرفه‌جویی قابل‌توجهی در مصرف انرژی را به ارمغان آورند.
یک شرکت فناوری معروف به نام فاینال اسپارک (Final Spark) توانسته است به‌طور موفقیت‌آمیز نخستین پلتفرم پردازش بیولوژیک به نام نوروپلتفرم (Neuroplatform) را راه‌اندازی کند، جایی که ارگانوئیدهای مغز انسان (نسخه‌های مینیاتوری اندام‌ها در آزمایشگاه) مسئول انجام وظایف محاسباتی به‌جای تراشه‌های سیلیکونی هستند.
این رایانه زنده با قابلیت پردازش ۱۶ ارگانوئید مغزی، به ادعای این شرکت، مصرف انرژی‌اش یک میلیون برابر کمتر از همتایان سیلیکونی است.
تراشه‌های مبتنی بر سیلیکون که با کوچکتر کردن و تسهیل مقیاس‌پذیری، تحولی در محاسبات ایجاد کرده‌اند، همچنین به خاطر ناکارآمدی و بازدهی پایین شناخته شده‌اند. ترانزیستورهای این تراشه‌ها منبع انرژی آن‌ها هستند و با گسترش کاربردهایی نظیر توسعه مدل‌های هوش مصنوعی، ناکارآمدی‌هایشان بیشتر نمایان می‌شود.
به‌گفته فاینال اسپارک، آموزش مدل زبان بزرگ GPT-۳ که از آن برای پرورش ChatGPT در روزهای ابتدایی خود استفاده می‌شد، به‌تنهایی نزدیک به ۱۰ گیگاوات‌ساعت انرژی می‌طلبید؛ رقمی برابر با ۶۰۰۰ برابر مصرف انرژی یک شهر اروپایی در یک سال کامل.
جایگزینی تراشه‌های سیلیکونی با پردازنده‌های زیستی می‌تواند به کاهش چشمگیر مصرف انرژی منجر شود.
فاینال اسپارک این امکان را برای آزمایشگاه‌های تحقیقاتی فراهم می‌آورد تا تجربه قدرت پردازشگرهای بیولوژیکی خود را در نوروپلتفرم به‌دست آورند.
نوروپلتفرم به چه صورت عمل می‌کند؟
نوروپلتفرم به‌صورت اساسی از بافت مغز انسان برای پردازش داده‌ها بهره می‌گیرد و بدین ترتیب پلتفرمی است که در آن سخت‌افزار، نرم‌افزار و زیست‌شناسی به‌صورت همزمان عمل می‌کنند. محققان بسته به ساختار آن اغلب از اصطلاح تَرافزار (wetware) برای توصیف چنین سیستمی استفاده می‌کنند زیرا حاوی یک جزء بیولوژیکی است.
شرکت فاینال اسپارک این اجزا را از طریق یک نوآوری به نام آرایه‌های چند الکترودی (MEAs) فعال کرده است، که در آن توده‌های سه‌بعدی بافت مغز قرار می‌گیرد.
هر آرایه چند الکترودی (MEA) چهار ارگانوئید مغزی را در بر دارد که با هشت الکترود ارتباط برقرار می‌کنند. این الکترودها هم به تحریک ارگانوئیدها و هم به ثبت داده‌ها می‌پردازند.
انتقال اطلاعات از طریق مبدل‌های دیجیتال آنالوگ با دقت ۱۶ بیت و فرکانس ۳۰ کیلوهرتز رخ می‌دهد. یک سیستم میکروسیال نیز حمایت‌های حیاتی را برای آرایه‌های چند الکترودی فراهم می‌آورد و دوربین‌ها می‌توانند بر فعالیت کلی آن‌ها نظارت داشته باشند.
در حوزه نرم‌افزار، نوروپلتفرم شامل یک ساختار است که ورود متغیرها را برای انجام محاسبات و خواندن و تفسیر داده‌های خروجی تسهیل می‌کند.
یک زیست‌پردازنده چه مدت می‌تواند فعال بماند؟
فاینال اسپارک اعلام کرده است که پردازنده آن انرژی را یک میلیون بار کمتر از یک تراشه سیلیکونی مصرف می‌کند. اما بخش زنده تنظیمات محاسباتی نیز با خطر مرگ روبروست و نهایتاً زمانی از کار خواهد افتاد.
برخلاف تراشه‌های سیلیکونی که صرفاً به برق نیاز دارند و می‌توانند برای سال‌های متمادی بدون مشکل کار کنند، در صورت بکارگیری یک جزء بیولوژیکی، نیاز به تامین انرژی برای سیستم وجود دارد و خطر مرگ نیز همیشه وجود دارد.
در اوایل فعالیت‌های خود، فاینال اسپارک با چالش‌های متفاوتی مواجه بوده است، چرا که ارگانوئیدها تنها بعد از چند ساعت می‌مردند. این شرکت بر روی این اشکال کار کرده و سیستم‌های MEA خود را بهبود بخشیده است تا اطمینان حاصل کند ارگانوئیدها تا ۱۰۰ روز زنده می‌مانند.
اکنون نوروپلتفرم در دسترس کاربران سازمانی قرار دارد تا در زمینه تحقیق و توسعه مورد استفاده قرار گیرد. براساس گزارش‌ها، این دسترسی به قیمت ۵۰۰ دلار برای هر کاربر در هر ماه ارائه می‌شود.
فاینال اسپارک در همکاری با ۹ موسسه دیگر امیدوار است که به زودی اولین پردازنده زنده جهان را طراحی کند.
یافته‌های این تحقیقات در مجله Frontiers in Artificial Intelligence به‌چاپ رسیده است.