Inžinieri vyrobili umelý neurón, ktorý je 100-krát úspornejší ako dnešné čipy
Už desaťročia sa výkon počítačov riadil Moorovým zákonom, ktorý predpovedal neustále zdvojnásobovanie rýchlosti. Dnes však narážame na novú, oveľa tvrdšiu bariéru – extrémnu spotrebu energie, ktorá brzdí ďalší pokrok, najmä v oblasti umelej inteligencie.
Stačí sa pozrieť na ohromujúci kontrast. Zatiaľ čo rozsiahly jazykový model ako ChatGPT môže na vykonanie úlohy potrebovať výkon aj viac ako jeden megawatt, ľudský mozog vykonáva podobné, ba aj zložitejšie operácie s príkonom len okolo 20 wattov.
Tento priepastný rozdiel v efektivite inšpiroval inžinierov z University of Massachusetts Amherst k prelomovému objavu. Vytvorili umelý neurón, ktorý sa svojou funkciou a najmä energetickou náročnosťou takmer dokonale podobá skutočnej mozgovej bunke.
Tajomstvo tohto úspechu sa skrýva v nečakanom zdroji – v proteínových nanodrôtoch vypestovaných z baktérie s názvom Geobacter sulfurreducens. Tieto biologické komponenty umožnili vytvoriť zariadenie, ktoré mení pravidlá hry v oblasti výpočtovej techniky.
Kľúčovým parametrom, ktorý robí tento umelý neurón takým výnimočným, je jeho prevádzkové napätie. Funguje pri napätí iba 0,1 voltu, čo je prakticky rovnaká hodnota ako pri neurónoch v ľudskom tele. V porovnaní s predchádzajúcimi verziami umelých neurónov, ktoré vyžadovali desaťkrát vyššie napätie a spotrebovali stokrát viac energie, ide o zásadný prelom.
Nejde však len o úsporu elektriny; táto vlastnosť otvára dvere do úplne novej éry technológií. Schopnosť pracovať pri biologických napätiach totiž umožňuje bezproblémovú a priamu komunikáciu medzi elektronickými zariadeniami a živými bunkami.
Súčasné technológie potrebujú na premostenie tejto priepasti energeticky náročné zosilňovače, ktoré sú hlavnou prekážkou pre vytvorenie skutočne integrovanej bioelektroniky. Odstránením tejto bariéry sa otvára cesta k senzorom a zariadeniam, ktoré dokážu priamo „komunikovať“ s nervovým systémom tela bez akýchkoľvek sprostredkovateľov. To predznamenáva budúcnosť, ktorá bola donedávna len doménou vedecko-fantastickej literatúry.
Môžeme si predstaviť protézy, ktoré poskytujú zmyslovú spätnú väzbu nerozoznateľnú od skutočnej končatiny. Alebo medicínske implantáty, ktoré v reálnom čase monitorujú a regulujú telesné funkcie s minimálnou spotrebou energie. Táto technológia by mohla viesť k vývoju bio-inšpirovaných počítačov, ktoré pracujú s efektivitou živých systémov.
Umožnila by tiež vznik nositeľnej elektroniky a senzorov, ktoré už nepotrebujú batérie, pretože by sa napájali priamo z biologickej elektriny nášho tela, alebo by dokonca dokázali získavať energiu priamo zo vzduchu. Sme svedkami začiatku zásadného posunu od výpočtovej techniky založenej na kremíku k ére bio-inšpirovaných systémov. V tejto novej ére sa hranica medzi živým tkanivom a elektronikou začne postupne, ale nezvratne stierať.
Zdroj: sciencedaily.com.
Zdroj Foto: depositphotos.com.
