Buzz
Hiện nay, các nhà khoa học đang nghiên cứu máy tính sinh học, một công nghệ tiềm năng dựa trên organoid, được xem như là một bước tiến mới trong lĩnh vực máy tính.
Hệ thống máy tính hiện đại, bao gồm cả trí tuệ nhân tạo (AI), vẫn chủ yếu dựa vào chip silicon, công nghệ đã được phát triển từ những năm 1950. Dù các chip này đã tạo nền tảng vững chắc cho công nghệ, nhưng chúng gặp phải các giới hạn vật lý, khiến việc thu nhỏ trở nên khó khăn. Thêm vào đó, các thiết bị điện tử tiêu tốn lượng năng lượng lớn. Đặc biệt, việc đào tạo AI và xây dựng cơ sở dữ liệu yêu cầu lượng năng lượng khổng lồ, thải ra hơn 300.000 kg CO2 chỉ để hoàn thành một mô hình AI lớn.
Những thách thức này đã thúc đẩy các nhà khoa học tìm kiếm giải pháp thay thế, trong đó organoids nổi lên như một hướng đi triển vọng. Organoids là các tế bào mô phỏng cấu trúc và chức năng của các cơ quan sinh học, được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Ví dụ, các nhà nghiên cứu đã phát triển organoids não có khả năng hình thành các lớp tế bào thần kinh và vùng não tương tự như con người. Sự phát triển này mở ra triển vọng mới cho máy tính sinh học.
Những thách thức hiện tại
Hệ thống máy tính hiện đại, bao gồm cả trí tuệ nhân tạo (AI), vẫn chủ yếu dựa vào chip silicon, công nghệ đã được phát triển từ những năm 1950. Dù các chip này đã tạo nền tảng vững chắc cho công nghệ, nhưng chúng gặp phải các giới hạn vật lý, khiến việc thu nhỏ trở nên khó khăn. Thêm vào đó, các thiết bị điện tử tiêu tốn lượng năng lượng lớn. Đặc biệt, việc đào tạo AI và xây dựng cơ sở dữ liệu yêu cầu lượng năng lượng khổng lồ, thải ra hơn 300.000 kg CO2 chỉ để hoàn thành một mô hình AI lớn.
Tìm kiếm giải pháp mới
Những thách thức này đã thúc đẩy các nhà khoa học tìm kiếm giải pháp thay thế, trong đó organoids nổi lên như một hướng đi triển vọng. Organoids là các tế bào mô phỏng cấu trúc và chức năng của các cơ quan sinh học, được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Ví dụ, các nhà nghiên cứu đã phát triển organoids não có khả năng hình thành các lớp tế bào thần kinh và vùng não tương tự như con người. Sự phát triển này mở ra triển vọng mới cho máy tính sinh học.
Điện toán sinh học với organoids não người
Organoid não người - cấu trúc sống được hình thành từ khoảng 10.000 neuron thần kinh
Nguyên lý hoạt động của organoids
Mỗi organoid bao gồm khoảng 10.000 tế bào thần kinh và có kích thước chỉ 0,5 mm. Bốn organoid được sắp xếp thành một đơn vị xử lý, với mỗi organoid kết nối với tám điện cực để thực hiện các phép tính. Các organoids này còn được đặt trong môi trường có chứa dopamine để kích thích và mô phỏng hệ thống khen thưởng của não người. Hệ thống này sau đó có khả năng thực hiện các chức năng tương tự như CPU và GPU trong các hệ thống AI hiện nay.
Các đơn vị xử lý bao gồm 4 organoids và 8 điện cực
FinalSpark hiện đang cung cấp dịch vụ này với mức giá 500 USD/tháng cho các tổ chức nghiên cứu. Các nhà khoa học tại Đại học Michigan đang nghiên cứu ảnh hưởng của tín hiệu điện và chất xúc tác hóa học đến hoạt động của organoids để tối ưu hóa hệ thống. Trong khi đó, tại Đại học Lancaster ở Đức, các nhà nghiên cứu đang tìm cách tích hợp organoids trực tiếp vào các mô hình AI hiện có.
Điện toán sinh học hứa hẹn sẽ mở ra một kỷ nguyên mới, mặc dù con đường phát triển còn nhiều thách thức. Một vấn đề lớn là làm thế nào để duy trì hoạt động của hệ thống trong thời gian dài hơn, khi các organoid hiện tại chỉ có thể tồn tại khoảng 100 ngày.
Nguồn [1] [2] [3]
