[新聞] 活體腦細胞做成16核晶片，用Python就能編

活體腦細胞做成16核晶片，用Python就能編程，9個機構進行實驗36所大學排隊 衡宇 https://www.qbitai.com/2024/06/148772.html 功耗比CPU低100萬倍 首個「腦PU」來了！由「16核心」類人腦器官（human brain organoids）組成。 這項研究來自瑞士生物計算新創公司FinalSpark，他們宣稱： 這種生物處理器（bioprocessor）的功耗比傳統數位處理器低100萬倍。 這些類腦器官是“活的”，已經做到能在系統中存活100天。 基於生物處理器，他們也開發了類似雲端運算平台的Neuroplatform，已向九家機構提供 遠端存取權限，另外還有36家大學課題組提出存取申請。 目前他們給教育機構的定價是：每位使用者每月500美元。 在FinalSpark發表的相關論文裡，也特別cue了一個大模型： 訓練一個GPT-3，大約需要10Gwh，大約是一個歐洲公民一年所耗能的6000倍。 推理以LLaMa 65B為參考，每天僅用於文本生成就要消耗4500億-6000億焦耳的能量。 隨著AI模型參數指數級成長，AI應用覆蓋率也越來越廣，能耗問題也越來越突出，靠GPU 算力能持續下去嗎？ 事實上，大自然早已給出了最優雅的解決方案。 人腦約有860億個活動的神經元，卻只消耗約20W的功率，相當於一塊英偉達RTX4090顯示 卡的4.4%。 換句話說，未來要想讓大家實現“AI自由”，探索更節能計算範式非常重要，而且有緊迫 性。 那麼，這次的生物處理器新研究，帶來哪些值得關注的成果？ 「濕件」架構，用Python編程 這種生物運算的架構設想其實由來已久，被稱為「濕件」（wetware）：是硬體、軟體和 生物學的混合體。 Neuroplatform提供的主要創新，是透過四個多電極陣列 (MEA) 來容納活體組織類器官， 即腦組織的3D細胞團。 這些類腦器官含有成熟的神經元、星狀細胞等多種細胞類型，具備一定的自發性放電和可 塑性。 每個MEA擁有四個類器官，透過用於刺激和記錄的八個電極連接。資料透過數位-類比轉換 器（Intan RHS 32控制器）來回傳輸，取樣頻率為30kHz，解析度為16位元。 到Neuroplatform平台這一層，還整合了精密的微流控裝置、紫外光刺激模組、即時影像 監測等模組，以及提供友善的Python程式設計接口，成為一個完整的類腦計算實驗平台。 然而，要實現使用活體生物處理器進行計算，不僅需要開發出相關係統，還需要精確地與 神經元群建立電連接，並找到一套不同於機器學習反向傳播的「生物學習演算法」。 基於Neuroplatform，研究者進行了一系列初步實驗。 例如他們發現，高頻電刺激能誘導活動中心(Center of activity)在類腦器官表面發生遷 移。這顯示外在輸入能在一定程度上重塑內在的神經環路。 又例如，多巴胺等神經傳導物質的“光釋放”，能透過閉環回饋增強特定刺激下的放電反 應。暗示類腦組織或許能透過類似「操作性條件反射「的機制習得新的輸入-輸出映射。 論文中展示了這項實驗相關的Python程式碼，只用13行就能搞定。 Hinton、Friston兩大牛都在搞 瑞士FinalSpark也不是唯一一家探索類腦組織生物計算的公司。 量子位之前也介紹過，澳洲Cortical Labs的“盤中之腦”，在像《駭客任務》一般的虛 擬環境中學會打乒乓球電子遊戲。 去年，Cortical Labs獲得李嘉誠旗下維港投資領投的一輪融資，總共籌集1,000萬美元。 與FinalSpark目前專注於教育研究領域不同，Cortical Labs已經有了商業合作夥伴： VERSES AI，將利用生物計算系統開發新穎演算法。 Cortical Labs背後支持者包括著名神經科學家Karl Friston，該系統根據他頗具爭議的 自由能原理（Free Energy Principle）設計。 Friston曾與AI教父Hinton在英國倫敦大學學院與共事，兩人是多年好友，他曾透露是 Hinton讓他相信「大腦是一種貝葉斯機器」。 有趣的是，而Hinton的一個最新研究方向可朽計算（Mortal Computing）也是參考人腦運 作方式。 但Hinton更多的是從理論角度思考這個問題，並未把實現途徑限制在使用生物細胞。 除這個方向之外，Hinton在最近的訪談中也透露他支持“大模型不止是預測下一個token ”，也認同OpenAI前首席科學家Ilya Sutskever的“壓縮即智能”觀點。 你認為基於GPU的AI計算是可持續的麼？生物計算最終能不能成為新的計算範式？歡 迎在評論區聊聊。 論文地址： https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/frai.2024.1376042/full 參考連結： [1]https://www.tomshardware.com/pc-components/cpus/worlds-first-bioprocessor-uses-16-human-brain-organoids-for-a-million-times-less-power- consumption-than-a-digital-chip [2]https://www.forbes.com/sites/zinnialee/2023/04/19/billionaire-li-ka-shing-backs-biocomputing-startup-that-takes- on-ai-with-lab-grown-brain-cells --
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推 mystage : 天網是嗎？ 06/02 23:17

推 yamakazi : 小時候就覺得奇怪為什麼駭客任務要把人類當電池，原 06/02 23:55

→ yamakazi : 來是當GPU 06/02 23:55

推 kckckckc : 酷欸，沙雷姆xD 06/02 23:56

→ Lhmstu : 確實，人腦耗能這麼少真的奇蹟 06/03 02:15

推 MisterSmile : 看來用類神經網路不如用真神經網路 06/03 02:34

推 venomsoul : SJW：要求立法保障它們的腦權 06/03 02:39

→ venomsoul : 不過嘴歸嘴，如果真的有「意識」那就有趣了，不過 06/03 02:40

→ venomsoul : 也沒人能證明 06/03 02:40

噓 kentano : 廢話 人腦算力才多少 06/03 03:06

推 lokuyan : 唉 06/03 04:40