Inženjeri napravili VEŠTAČKI NEURON: Može da komunicira sa živim ćelijama

Tim inženjera napravio je veštački neuron ili nervnu ćeliju sa električnim funkcijama koje nalikuju na one bioloških neurona.

Ovaj poduhvat predstavlja nadogradnju na raniju revolucionarnu studiju u kojoj su korišćene proteinske nano-žice sintetisane pomoću bakterija koje stvaraju struju, a otvara mogućnost mnogo efikasnijih kompjutera napravljenih po biološkim principima i koji bi mogli da se povezuju direktno i sa živim ćelijama, saopštio je Univerzitet Masačusetsa u Amherstu.

Preporučujemo

- Naš mozak obrađuje ogromnu količinu podataka. Ali njegova potrošnja energije je vrlo, vrlo niska, posebno u poređenju sa količinom električne energije potrebne za pokretanje velikih jezičkih modela poput ChatGPT-a – rekao je Šuai Fu, student elektrotehnike i računarskog inženjerstva i vodeći autor studije objavljene u Nature Communications.

Ljudsko telo je više od 100 puta efikasnije u potrošnji energije od električnog kola računara. Ljudski mozak se sastoji od milijardi neurona, specijalizovanih ćelija koje šalju i primaju električne impulse po celom telu. Dok mozgu treba samo oko 20 vati da, recimo, napiše priču, LLM bi mogao da potroši megavat električne energije za obavljanje istog zadatka.

Dok su se inženjeri elektrotehnike i računarskog inženjerstva dugo interesovali za korišćenje veštačkih neurona kao kola za efikasnije računare, problem je uvek bio kako održati njihov napon dovoljno niskim.

- Prethodne verzije veštačkih neurona koristile su 10 puta veći napon, i 100 puta više snage, od onog koji smo mi stvorili – rekao je Žan Jao, profesor elektrotehnike i računarskog inženjerstva na Univerzitetu Masačusetsa u Amherstu.

To znači da prethodni pokušaji stvaranja veštačkih neurona nisu bili toliko efikasni, niti su mogli direktno da se povežu sa živim neuronima, koje bi uplašila povećana amplituda.

- Naši registruju samo 0,1 volt, što je otprilike isto kao i neuroni u našim telima – rekao je Jao.

Postoji širok spektar primena za Fuov i Jaov novi neuron, od redizajniranja računara po biološkim, daleko efikasnijim principima, do elektronskih uređaja koji bi mogli direktno da komuniciraju sa našim telima.

- Trenutno imamo sve vrste nosivih elektronskih senzorskih sistema, ali su oni relativno neefikasni. Svaki put kada osete signal iz našeg tela, moraju ga električno pojačati kako bi ga računar mogao analizirati. Taj međukorak pojačanja povećava i potrošnju energije i složenost kola, ali senzori izgrađeni sa našim niskonaponskim neuronima mogli bi da rade bez ikakvog pojačanja – rekao je Jao.

Tajna sastojak u novom niskonaponskom neuronu tima je proteinska nanožica sintetisana iz izvanredne bakterije Geobacter sulfurreducens, koja takođe ima supermoć proizvodnje električne energije. Jao je, zajedno sa više kolega, koristio proteinske nano-žice bakterija za dizajniranje čitavog niza izuzetno efikasnih uređaja: biofilma napajanog znojem, koji može da napaja ličnu elektroniku; „elektronski nos“ koji može da nanjuši bolest; i uređaja koji se može napraviti od gotovo bilo čega, a koji prikuplja električnu energiju iz samog vazduha.

(Telegraf Nauka/University of Massachusetts Amherst)