(Ảnh: Bapt/Steve Johnson)
Chiếc “máy tính sống” đầu tiên trên thế giới được các nhà khoa học Thụy Điển chế tạo từ mô não người. Điều này có thể thay đổi cách máy tính hoạt động và lượng năng lượng chúng sử dụng.
Một kỷ nguyên mới trong máy tính
Các chất hữu cơ trong não được công ty khởi nghiệp FinalSpark sử dụng để thực hiện các phép tính rất phức tạp bằng công nghệ mới mang tính đột phá này. Máy tính trực tiếp bao gồm 16 chất hữu cơnhóm tế bào não được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm.
Những chất hữu cơ này giao tiếp với nhau giống như những con chip máy tính. Chúng gửi và nhận tin nhắn thông qua tế bào thần kinh, hoạt động giống như các mạch điện nhưng sử dụng ít năng lượng hơn.
Máy tính sinh học này có khả năng biến đổi hoàn toàn các trung tâm dữ liệu sử dụng nhiều năng lượng. Tế bào thần kinh sống tiêu thụ năng lượng ít hơn gần một triệu lần so với các bộ xử lý kỹ thuật số hiện đại.
Bộ não hoạt động hiệu quả hơn các máy tính hiệu năng cao như Frontier của Hewlett Packard Enterprise. Bộ não con người chỉ cần 10 đến 20 watt để thực hiện cùng một lượng công việc với bộ nhớ gấp 1.000 lần, nhưng Frontier cần 21 megawatt. Sự khác biệt lớn giữa hai loại này là máy tính sinh học có thể tiết kiệm rất nhiều năng lượng.
Tiến sĩ Fred Jordan, đồng giám đốc điều hành của FinalSpark, cho biết ý tưởng về một chiếc máy tính sống đã được sử dụng rộng rãi trong khoa học viễn tưởng, nhưng cho đến nay vẫn chưa có nhiều nghiên cứu thực tế về nó. Organoids là những mẫu nuôi cấy mô ba chiều nhỏ bé, tự tổ chức được làm từ tế bào gốc. Họ được dạy làm mọi việc bằng cách thưởng cho họ lượng dopamine, tương tự như cách não học.
Bên cạnh việc tiêu thụ ít năng lượng hơn, máy tính trực tiếp còn cung cấp các khả năng sửa đổi mà máy tính truyền thống không có được. Khi bộ não học hỏi, phần cứng của nó sẽ thay đổi, tạo ra các kết nối khớp thần kinh mới. Ngược lại, phần mềm trên máy tính tiêu chuẩn chạy trên phần cứng cố định. Được gọi là “wetware”, tính năng này kết hợp các bộ phận phần mềm và phần cứng.
‘Brainware:’ Điện toán sinh học bền vững Cách mạng hóa AI
Máy tính sống của FinalSpark, “Brainware”, kết hợp các nơ-ron điện tử và tế bào sống để cung cấp một địa điểm nghiên cứu AI tiên tiến nhất. Phương pháp này tạo điều kiện thuận lợi cho việc truyền và nhận dữ liệu cho các chất hữu cơ thông qua dây dẫn. Được bao bọc trong buồng vi lỏng, các chất hữu cơ này cung cấp điều kiện sống lý tưởng cho tế bào.
Các chất hữu cơ duy trì nhiệt độ cơ thể trong lồng ấp, đồng thời cung cấp dinh dưỡng cho chúng và duy trì sự sạch sẽ. Mặc dù các tế bào thần kinh trong các chất hữu cơ này chỉ sống được khoảng 100 ngày nhưng chúng có thể dễ dàng được thay thế, do đó các chất hữu cơ có thể tiếp tục hoạt động.
Nền tảng thần kinh của tổ chức cho phép các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới tiến hành các thí nghiệm từ xa trên các tế bào thần kinh sinh học này. Với hơn ba mươi trường đại học đã thể hiện sự quan tâm đến nền tảng này, sự hợp tác nghiên cứu máy tính sinh học và AI sắp bước vào một giai đoạn mới.
Tiến sĩ Jordan cho biết máy tính sống có thể nâng cao kiến thức của chúng ta về não bộ và đưa ra phương pháp điều trị các bệnh về thần kinh. Với phương pháp mạng lưới thần kinh mới này, các lĩnh vực nghiên cứu mà cho đến nay vẫn chưa thể thực hiện được sẽ trở thành hiện thực.
Tình hình năng lượng hiện tại và nhu cầu ngày càng tăng về tài nguyên AI đã khiến việc tạo ra chiếc máy tính sống lý tưởng này. Khi AI được cải thiện, mức tiêu thụ năng lượng của trung tâm dữ liệu đang trở thành một vấn đề quan trọng. Mức tiêu thụ năng lượng thấp của máy tính sinh học có thể giúp giải quyết những vấn đề này và đồng thời cải tiến công nghệ.
Công việc FinalSpark đã hoàn thành đã thúc đẩy đáng kể khoa học máy tính. Bằng cách tận dụng sức mạnh của các tế bào não người, máy tính sống là một sự thay thế thiết thực và mang lại lợi ích về mặt sinh thái cho các bộ xử lý dựa trên silicon thông thường. Phương pháp vận hành mới này có thể mang lại câu trả lời cho một tương lai an toàn hơn, vì các vấn đề năng lượng toàn cầu đòi hỏi các giải pháp máy tính mạnh mẽ hơn.
Vienna dự kiến tổ chức hội nghị “điện toán sinh học” đầu tiên trên thế giới trong vài tháng nữa, tìm hiểu sâu hơn về tiềm năng của công nghệ tiên tiến này. Điện toán sinh học dường như có vô số cơ hội khi FinalSpark tiếp tục phát triển nền tảng thần kinh của mình. Đây là sự khởi đầu của một thời kỳ mới khi khoa học viễn tưởng trở thành hiện thực.
Nguồn ScienceTimes