Хай-тек Суперкомпьютер на голодном пайке

Рубрика Николая Гринько на "Вестях ФМ".

Биоинженеры с кафедры разработки интеллектуальных систем Университета Индианы сконструировали чип на клетках человеческого мозга, способный распознавать голоса с большой точностью. Ученые вырастили крохотный органоид диаметром менее нанометра. Его подключили к печатной плате, где алгоритмы машинного обучения расшифровывали ответы нейронов. Для начала систему обучили на примерах, загрузив аудиозаписи, на которых 8 разных людей читали отрывки текстов, произносили отдельные слова и просто разговаривали. Обучение длилось буквально несколько минут, после чего сеть выработала собственный алгоритм для распознавания – по отличиям в гласных звуках. После этого она смогла различать участников эксперимента по голосам, причем с довольно высокой точностью: сеть правильно определяла говорившего в 78% случаев. Этот результат может показаться не слишком впечатляющим, но нужно учесть, что время обучения системы измерялось минутами, а сам органоид, проводивший вычисления, был точкой, размер которой – приблизительно в 50 раз меньше толщины человеческого волоса.

Коллектив редакции нашей программы поясняет, что человеческий мозг изучают очень давно, но в последние десятилетия в этих исследованиях произошел самый настоящий прорыв: ученые смогли наблюдать работу отдельных его клеток. Мы даже способны подавать на них электрические сигналы, а также с высокой долей вероятности предсказывать их реакцию. Это позволяет инженерам использовать мозговые клетки в качестве логических элементов и строить на их основе вычислительные системы.

В упрощенном виде сегодняшний нейрочип устроен так: на дне лабораторной чашки Петри располагается сетка из микроэлектродов, проводящих ток. Ученые помещают нейроны в нужных местах сетки, и спустя некоторое время клетки приживаются, образуя связи между собой – получается органоид, своеобразная «заготовка» или «упрощенная модель» мозга. Теперь можно подавать на одни электроды электрические сигналы, а с других – снимать получаемый ответ. Такие чипы работают во много раз быстрее и эффективнее любой современной кремниевой микросхемы. Ничего удивительного: современные компьютерные нейросети потребляют по несколько мегаватт энергии в день, а всему человеческому мозгу, состоящему из десятков миллиардов нейронов, для работы требуется около 20 ватт в сутки. Это и другие подобные исследования рано или поздно приведут к созданию сверхмощного компьютера, сконструированного на основе живых нейронов. Он будет в тысячи раз быстрее любого современного устройства и сможет работать буквально на голодном энергетическом пайке. Разумеется, такие биомашины будут обслуживать системы искусственного интеллекта. И вот тогда человечеству придется задуматься над множеством этических вопросов. Впрочем, возможно, с ними нам помогут разобраться все те же нейросети. Хотя…