Azt hiszem, megöregedtem. Valamikor még lyukkártyákon tanultuk a programozást, miképp lehet az információt kettes számrendszerbe – igenekké meg nemekké – átalakítani, ahogy a jó öreg Neumann mester ezt kitalálta. A szilikonchipeket már rég nem értem, csak a vastagságuk körüli küzdelmet figyelem ­– geopolitice. Most meg jönnek azzal, hogy az agyi sejtek sokkal hatékonyabbak, mint a szilikonchip, meg energiatakarékosabbak. Pedig nem volt olyan rég, hogy az ikonikus Mátrix filmet csak mint jó kis sci-fit bámultuk.

Június elején jött szembe velem az a hír, hogy kínai tudósok kis teljesítményű agyszerű chipet fejlesztettek ki. A Kínai Tudományos Akadémia Automatizálási Intézetének kutatócsoportja más egységekkel együttműködve bemutatott egy új, agyszerű neuromorfikus rendszert egy chipben (Speck). Persze ezt is szörnyű megfogalmazással tálalták, miszerint a neuromorfikus számítástechnika természetes előnyeit tudták létrehozni az agyi mechanizmusok magas absztrakciós szinteken történő egyesítésében.  

A magyarázatuk persze már indokolja, hogy miért is indultak ezen az úton:

„az emberi agy egy nagyon összetett és hatalmas neurális hálózati rendszer, amelynek a teljes energiafogyasztása mindössze 20 watt, ami jóval kisebb, mint ami a meglévő mesterséges intelligenciához szükséges.”  

Így nem csoda, hogy a számítási teljesítményért folyó verseny felgyorsulásával és az energiafogyasztás növekedésével nagy lehetőségeket látnak az emberi agy alacsony energiafogyasztási jellemzőire épülő intelligens számítástechnikai rendszerek fejlesztésében.  

A kínaiak magyarázata szerint az emberi agy egyik fontos funkciója a korlátozott figyelemforrások dinamikus elosztása a külső ingerek fontosságának megfelelően. Ezt hívják figyelmi mechanizmusnak. Azaz az agy képes szelektálni, és nem vesz figyelembe, nem dolgoz fel minden beérkező információt, csak a fontosakra hagyatkozik.  

A kínaiak kutatása is a „neuromorf dinamikus számítástechnika” koncepcióját javasolja, és az emberi agy magas absztrakt szintű figyelemmechanizmusát alkalmazza az agyszerű chipek tervezésénél. 

A Speck dinamikus látásérzékelőket és neuromorf chipeket integrál egy chipbe, rendkívül alacsony nyugalmi energiafogyasztás mellett. A tipikus vizuális jelenetfeladatok energiafogyasztása akár 0,7 milliwatt is lehet, ami agyszerű intelligenciamegoldást biztosít magas energiahatékonysággal, alacsony késleltetéssel és energiafogyasztással a mesterségesintelligencia-alkalmazásokhoz. 

Organoidok – minek új technikát alkotni, mikor ott van maga az agy 

A következő hír már egy Final Spark nevű svájci cégről szól, amely egy bizarr hibrid bioszámítógépet épített.

Egybekötötte a laboratóriumban növesztett miniatűr emberi agyszövetet a hagyományos elektronikus áramkörökkel.

Mit nekik mesterséges neurális hálózatok, amikor tovább lehet lépni a mesterséges biológiai neurális hálózatok felé is. 

A Final Spark techstartup tudósai Neuroplatformnak nevezik a hibrid számítógépüket, amely a hírek szerint „a hagyományos rendszer működtetéséhez szükséges energia töredékét használja fel”. Állítják, hogy

a miniatűr emberi agy „milliószor kevesebb energiát használ, mint szilíciumtársai”.  

Persze ez könnyűnek tűnik, de a fő probléma az, hogy a laboratóriumban növesztett miniatűr emberi agyszövet elhasználódik, elhal, ezért folyamatosan újat kell növeszteniük a helyére.  

Az emberi bőrszövetből származó őssejteket a 16 gömb alakú agyi „organoid” létrehozására használják, amelyektől függ a rendszer. Csak hogy szokjuk a terminológiát, ezeket nevezik agyi szferoidoknak (más néven miniagyaknak), agyi organoidoknak vagy misztikusan neuroszféráknak.  

Mintegy 10 ezer élő neuronból (idegsejtből) alakítanak ki egy 500 μm körüli átmérőjű szferoidot. Persze több ilyet kötnek össze és kombinálnak szilíciumchipekkel. A svájci mesterek 16 ilyen miniagyat kötöttek össze egy rendszerbe, amit egy „mikrofluidrendszer” tart életben, amely vízzel és tápanyagokkal látja el a sejteket.  

Az első nagy problémájuk a svájciaknak azzal volt, hogy a miniagyak folyamatosan elhaltak, és rendszeresen cserélni kellett őket. Eleinte „néhány órán belül” elpusztultak (ki sem merem mondani, hogy meghaltak), de most már úgy tűnik, akár 100 napig is életben tudják tartani azokat.  

A wetware computing néven ismert megközelítés, azaz a neuronokból álló wetware számítógép még nagyon a kezdeteknél tart. A svájci startup kínálja a szerkezetét a kutatóknak kipróbálásra is, vagy inkább a betanításra. A FinalSpark havi 500 dollárért hozzáférést biztosít az egyetemeknek és más oktatási intézményeknek a Neuroplatformhoz, bár bizonyos projektek ingyenes hozzáférést kapnak. 

Valahogy csak munkára kell tanítani (programozni) az emberi sejteket, és erre meg is van a motivációs módszerük. A kutatók képesek távolról elektromos jeleket küldeni a neuronoknak, hogy megkapják a válaszaikat. Ezután a kutatók feladata, hogy optimális algoritmusokat dolgozzanak ki az organoidok viselkedésének szabályozására. 

Az agysejtekből álló gömböket steril körülmények között tartják testhőmérsékleten, vízzel, tápanyagokkal látják el, és kis elektródákkal ellátott elektromos áramkörhöz kapcsolják. Ezekkel a speciális elektródákkal a tudósok elektromos jeleket küldhetnek az agyi organoidokba és mérhetik a kapott válaszokat. A felhasználók utánozhatják a memóriafunkciót azáltal, hogy periodikus elektromos stimulációt alkalmaznak a szinapszisok ismétléssel történő megerősítésére, így a kívánt útvonalakat erősítik. 

Sőt, a kutatók a képzés során akár jutalmazhatják is az organoidokat, például dopaminnal, amely az élvezetért (és a függőségért) felelős neurotranszmitter. Mindeközben büntethetnek kaotikus ingerekkel, például szabálytalan elektromos aktivitással. 

Így a rabszolgává tett miniagyak azt teszik, amit tenniük kell, és ezért sok-sok „örömet” kapnak. 

Persze erről mindenkinek a Mátrix című film jut az eszébe, hiszen ott is az emberi testet használják ki. Az egyik kollégám ebben kivétel, ő úgy véli, inkább a svájci kutatók látták fiatalkorukban a Mátrixot, és felnőve megvalósították azt.  

Mindenesetre a Neuroplatform alkotói ragaszkodnak ahhoz, hogy ez teljesen rendben van, mert a miniagyak nem tekinthetők érző lényeknek. 

Kapcsolódó: