май 28, 2024

Първият в света биопроцесор от 16 човешки мозъчни органоида изразходва милион пъти по-малко енергия от конвенционалните компютри

Швейцарският стартъп за биокомпютри FinalSpark стартира Neuroplatform – онлайн платформа с отдалечен достъп до 16 органоида от човешки мозък. Смята се, че това е първата в света възможност за достъп до биологични неврони в експериментални условия. Разработчиците твърдят също, че тези биопроцесори консумират милион пъти по-малко енергия от традиционните чипове.

Основателите на FinalSpark д-р Фред Джордан и Мартин Кутер вярват, че тяхната платформа Neuroplatform може да учи и обработва информацията, като намалява въздействието на компютрите върху околната среда чрез ниската консумация на енергия. В научната работа, посветена на тяхната разработка, те отбелязват, че за обучението на един LLM (голям езиков модел), като GPT-3, са необходими около 10 GWh – около 6000 пъти повече енергия, отколкото средният европеец консумира за една година. Тези енергийни разходи биха могли да бъдат значително намалени след успешното въвеждане на биопроцесорите.

Работата на Neuroplatform се основава на архитектура, която може да се определи като wetware: смесица от хардуер, софтуер и биология. Основното нововъведение в Neuroplatform е използването на четири мултиелектродни масива (MEA), съдържащи жива тъкан – органоиди, които представляват триизмерни клетъчни маси от мозъчна тъкан.

Всеки MEA съдържа четири органоида, свързани с осем електрода, които се използват както за стимулация, така и за запис. Данните се прехвърлят на входа и изхода чрез аналогово-цифрови преобразуватели (контролер Intan RHS 32) с честота на дискретизация 30 kHz и 16-битова разделителна способност. Тези ключови характеристики на архитектурния дизайн се поддържат от микрофлуидна система за поддържане на живота на MEA и камери за наблюдение. Софтуерният стек позволява на изследователите да въвеждат променливи данни и след това да четат и интерпретират необработените данни от процесора.

FinalSpark е предоставила достъп до своята платформа за отдалечени изчисления на девет институции, за да подпомогне стимулирането на научните изследвания и разработването на биопроцесори. Чрез тази съвместна работа компанията се надява да създаде първия в света жив процесор. Освен това вече има три дузини университети, които се интересуват от достъпа до Neuroplatform. За да получат достъп до Neuroplatform, образователните институции трябва да плащат по 500 долара на потребител.

Силициевите чипове могат да работят години, понякога десетилетия. Но органоидите на един биологичен процесор живеят около 100 дни. Невронните структури, от които се състоят биопроцесорите, също имат дълъг живот, но те са „подходящи само за експерименти, които продължават няколко месеца“, свидетелства FinalSpark. Първоначалните версии на MEAs ще могат да се използват само няколко часа. Очаква се обаче подобренията в системата да удължат живота на органоидите до около 100 дни, а по-късно и повече.

source

Сподели: