Первый в мире биопроцессор использует 16 мозговых органоидов для экономии энергии

Швейцарский стартап в области биокомпьютинга запустил онлайн-платформу, предоставляющую удалённый доступ к 16 человеческим мозговым органоидам. Neuroplatform от компании FinalSpark утверждает, что это первая в мире онлайн-платформа, обеспечивающая доступ к биологическим нейронам. Биопроцессоры, как заявлено, потребляют в миллион раз меньше энергии, чем традиционные цифровые процессоры.

FinalSpark утверждает, что их Neuroplatform способна обучаться и обрабатывать информацию, и благодаря низкому потреблению энергии может сократить экологическое воздействие вычислений. В недавней научной статье сообщается, что обучение одной модели LLM, например GPT-3, потребовало примерно 10 ГВт-ч — это примерно в 6,000 раз больше, чем средний европейский гражданин использует за год. Такие энергозатраты можно существенно сократить благодаря успешному внедрению биопроцессоров.

Neuroplatform работает на архитектуре, которую можно классифицировать как "wetware" — смесь аппаратного и программного обеспечения с биологией. Основное новшество платформы заключается в использовании четырех многоэлектродных массивов (MEA), содержащих живую ткань — органоиды, представляющие собой трехмерные массы клеток мозговой ткани.

Каждый MEA содержит четыре органоида, которые соединены восемью электродами для стимуляции и записи данных. Данные передаются через цифро-аналоговые преобразователи (контроллер Intan RHS 32) с частотой дискретизации 30 кГц и разрешением 16 бит. Эти ключевые элементы архитектуры поддерживаются микрофлюидной системой жизнеобеспечения для MEA и оснащены камерами наблюдения для мониторинга. Кроме того, ПО позволяет исследователям вводить переменные данных, а затем считывать и интерпретировать результаты работы процессора.

FinalSpark предоставила доступ к своей удаленной вычислительной платформе девяти учреждениям для поддержки исследований и разработок в области биопроцессинга. Сотрудничая с такими учреждениями, компания надеется создать первый в мире живой процессор. Уже три десятка университетов проявили интерес к доступу к Neuroplatform.

Для доступа к Neuroplatform образовательные учреждения должны платить подписку по $500 в месяц за каждого пользователя.

Один из главных недостатков в том, что органоиды биологических процессоров "живут" около 100 дней. Кремниевые чипы могут служить десятилетиями. Нейронные структуры биопроцессоров также имеют долгий срок службы, но подходят только для экспериментов, которые длятся несколько месяцев. Изначально MEA компании работали всего несколько часов, но улучшения системы продлили срок службы органоидов до примерно 100 дней.