Австралийские исследователи обращаются к природе в поисках новой революции в области вычислений. Они используют живые клетки и биологические системы в качестве потенциальной замены традиционным кремниевым чипам. В новой статье учёные из Университета Маккуори описывают, как инженерные биологические системы могут преодолеть ограничения традиционных вычислений, поскольку международная конкуренция ускоряет разработку технологий «полусинтетической биологии» (semisynbio).
Живые компьютеры, органы на чипах, хранение данных в ДНК и сети биобезопасности, которые обнаруживают угрозы до их распространения — это не концепции из научной фантастики, а зарождающаяся реальность. Группа учёных из Университета Маккуори и Центра передового опыта ARC в области синтетической биологии (COESB) исследовала эту конвергенцию биологических и цифровых технологий в обзорной статье, опубликованной в журнале Nature Communications.
Авторы статьи — профессор Исак Преториус, профессор Ян Полсен и доктор Том Диксон (которые также связаны с Центром передового опыта ARC в области синтетической биологии), профессор Дэниел Джонсон и профессор Майкл Бёрс — опираясь на десятилетия совокупного опыта, объясняют, почему использование биоинноваций может активно формировать будущее вычислительных технологий.
Профессор Преториус говорит: «По мере слияния биологии и цифровых технологий мы вступаем в эру биоинспирированных вычислений и инженерии, которые могут переопределить будущее инноваций».
Мировая экономика зависит от потоков информации и энергии. Разработка искусственного интеллекта, способного обрабатывать эти потоки, требует огромных затрат энергии и ресурсов.
Между тем, по словам авторов, за 3,5 миллиарда лет эволюции природа научилась эффективно воспринимать, решать проблемы и принимать решения. Биологические системы вдохновили на создание таких прорывных технологий, как интерфейсы «мозг-компьютер» и «нейроморфные чипы» — процессоры, имитирующие работу мозга.
Ключевым событием в этой области стало недавнее картирование всей нейронной сети плодовой мухи — пример из области нейронаук «коннектомики», которая отображает и анализирует связи внутри мозга. Этот прорыв может открыть путь к созданию более умного ИИ и более эффективных процессоров.
Искусственное воспроизведение интеллекта требует огромных затрат энергии и ресурсов по сравнению с биологией, которая легко обрабатывает сложные химические, оптические и электрические сигналы.
Поскольку кремниевые чипы достигли своих пределов, учёные обращаются к биологическому интеллекту как к способу продвижения вперёд. Клеточные вычисления, жидкостные вычисления и хранение данных в ДНК могут работать вместе с традиционными чипами, открывая новые возможности.
Даже простой слизевик может решать сложные задачи, используя лишь малую часть энергии, которую потребляют современные компьютеры.
Профессор Полсен говорит: «Вместо того чтобы заставлять биологию вписываться в цифровые системы, мы должны учиться у природы её разумным решениям. Интеграция биологических вычислений с технологиями может революционизировать искусственный интеллект, сенсоры и обработку данных, что приведёт к более устойчивому будущему».
Статья утверждает, что инженерная биология и биовычисления окажут влияние на многочисленные сектора и отрасли:
Профессор Джонсон говорит: «Будущее вычислений — это не только технологии, но и геополитика».
Крупнейшие мировые технологические компании, включая полупроводниковых гигантов, вкладывают миллиарды в технологии чипов, управляемых искусственным интеллектом. Ведущие компании, такие как Nvidia, значительно выросли в цене, что отражает растущую стратегическую важность вычислительной мощности.
Статья утверждает, что те, кто возглавит революцию в области полусинтетической биологии — слияния синтетической биологии и полупроводниковых технологий — определят следующую эру интеллекта.
Эти пионеры будут проектировать и производить новые субстраты, объединяющие биоинтеллект с ИИ, открывая новые возможности в цифровой биологии, моделировании экосистем и написании ДНК с помощью ИИ.
Профессор Преториус говорит: «Это не просто развитие технологий — это переосмысление самого интеллекта».
Учёные и политики должны интегрировать биологический интеллект с искусственными сетями, обеспечивая при этом этические и устойчивые практики. Представьте себе мир, где Всемирная паутина соединяется с «Древом жизни», где системы, управляемые искусственным интеллектом, взаимодействуют с разумом самой природы.
Будущее вычислений будет заключаться не только в более быстрых чипах или квантовых процессорах. Это будет совершенно новая парадигма — где природа и технология совместно проектируют интеллект.
Профессор Преториус говорит: «Эпоха полусинтетической биологии наступила, и её потенциал ограничен только человеческим воображением».
Материал предоставлен Университетом Маккуори.