Учените използват тъкан, подобна на мозъка, в напредъка в научните изследвания на „биокомпютрите“
Учените комбинираха тъкан, подобна на мозъка, с електронен хардуер, за да създадат система за разпознаване на реч и изчисление, напредвайки в изследванията за създаването на мощни биологични компютри.
Работата насърчава усилията за изграждане на така наречените невроморфни изчислителни устройства, задвижвани от човешки мозъчни клетки, които имат потенциала да учат по-бързо и да бъдат по-енергийно ефективни от традиционните машини, базирани на силиций. Пробив в тази нововъзникваща област може да подобри приложенията за изкуствен интелект, позволявайки напредък в области като медицината и лечението, казват изследователите.
„Вдъхновеният от мозъка компютърен хардуер има за цел да подражава на структурата и принципите на работа на мозъка и може да се използва за справяне с настоящите ограничения в технологиите за изкуствен интелект“, пишат авторите на статия за хибридното творение, публикувана в Nature Електроника в понеделник
Изследователи от университета на Индиана Блумингтън, университетите на Флорида и Синсинати и медицинския център на детската болница в Синсинати построиха системата „Brainoware“, използвайки така наречения мозъчен органоид – малка триизмерна невронна структура отглеждани от човешки стволови клетки.
Екипът свърза компютърен хардуер, за да изпрати електрическа стимулация към органоида и да прочете невронната активност, която произвежда в отговор. Системата разпознава японски гласни звуци и предсказва математическа карта.
В езиков тест учените дадоха на Brainoware задача да разграничи осем различни мъже, говорещи японски, записани на общо 240 аудио клипа. Системата стана значително по-добра след обучение на нейния основен алгоритъм, като се подобри от около 51 процента точност до приблизително 78 процента.
В математически тест изследователите се опитаха да накарат системата да предскаже карта на Хенон, представяне на хаотична дейност. Тук Brainoware се оказа малко по-малко точен от невронните мрежи, базирани на силиций, но времето за обучение беше с повече от 90 процента по-малко.
Изследването идва след стартирането през февруари от международен екип, ръководен от учени от университета Джон Хопкинс в САЩ, на подробна пътна карта към „органоиден интелект“. Планът обещава открития в компютърните науки, невронауките и други области на медицинските изследвания.
Въпреки че изследователите признават, че биологичните компютри за обща употреба може да са на десетилетия разстояние от реализацията, експериментите на Brainoware подчертават потенциала на тази област.
Изследванията в областта на биологичните компютри вероятно ще генерират „фундаментални прозрения в механизми на учене, невронно развитие и когнитивни последици от невродегенеративните заболявания“, пишат трио учени от Джон Хопкинс в коментар, публикуван също в понеделник в Nature Electronics.
„През следващите няколко години вероятно ще се появят все по-сложни невронни системи, които могат да взаимодействат с все по-сложни изкуствени среди“, казаха тримата изследователи, които не участваха в доклада на Brainoware.
Напредъкът повдига и етични въпроси относно създаването на подобен на мозъка „интелект в чиния“ с потенциал дори за придобиване на основно съзнание.
„Тъй като сложността на тези органоидни системи се увеличава, за общността е от решаващо значение да проучи безбройните невроетични проблеми, които заобикалят биокомпютърните системи, включващи човешка нервна тъкан“, добавиха изследователите.
