Il futuro dei chip: saranno realizzati con neuroni umani
Da anni la fantascienza ci ha abituati a vedere la coscienza umana integrata su microchip puramente elettronici. Infatti, il settore delle interfacce cervello-computer (BCI), e in particolare Neuralink, lavorano da anni per portare nel cervello umano un po’ di elettronica, che ci permetta di comunicare con i nostri dispositivi. Ma se chip e processori fossero realizzati con dei neuroni umani? Questa è l’idea di Cortical Labs!
“E se avessimo un chip per computer fatto con neuroni umani in grado di auto-organizzarsi e ristrutturarsi per risolvere al meglio un problema?”
La visione di Cortical Labs, azienda con sede a Melbourne, è basata sul “principio di energia libera” di Karl Friston. Infatti, il loro obiettivo è quello di costruire una tecnologia che sfrutti il potere della biologia sintetica e il pieno potenziale del cervello umano per sviluppare una nuova classe di Intelligenza Artificiale con la cosiddetta “intelligenza fluida”, capace di adattarsi e risolvere i problemi della società. Perché come affermano gli ideatori, “le reti neurali biologiche possono risolvere problemi in situazioni non familiari – indipendentemente dalla conoscenza acquisita – a causa delle loro proprietà auto-organizzative.”
Questa nuova generazione di chip sono da preferirsi anche per la loro robustezza. A differenza dei circuiti digitali, le reti biologiche sono resistenti ai danni fisici. La loro capacità di adattarsi e riorganizzarsi potrebbe mantenere le funzionalità laddove i circuiti tradizionali fallirebbero.
Un altro vantaggio è il fatto che le cellule sono facilmente reperibili. Infatti, è possibile far crescere i neuroni senza la necessità di strutture costose o unità di fabbricazione su nanoscala, come accade oggi per i microchip. Anche l’efficienza energetica potrebbe essere migliorata. Il cervello umano ha oltre un miliardo di neuroni ed è capace di elaborare tutte le informazioni utilizzando solo 20 watt di potenza. Secondo Cortical Labs, il calcolo biologico è la nuova frontiera dell’efficienza della potenza computazionale.
Si pensi che AlphaGo, il sistema di deep learning creato da DeepMind per giocare a Go e che ha battuto il miglior giocatore umano del mondo in quell’antico gioco di strategia nel 2016, ha consumato un megawatt di potenza durante il gioco, sufficiente per alimentare circa 100 case per un giorno, secondo una stima della società tecnologica Ceva.
Ma come vengono realizzati i chip con i neuroni umani?
Attualmente i cervelli “disincarnati” in miniatura, in fase di sperimentazione, vengono realizzati utilizzando neuroni biologici reali incorporati in un chip di computer specializzato. La società sta lavorando per ottenere il suo mini-cervello, che finora si sta avvicinando alla potenza di elaborazione di un cervello di libellula, per giocare al vecchio gioco arcade Atari Pong, come dichiarato da Hon Weng Chong, cofondatore e amministratore delegato dell’azienda a Fortune.
Pong è stato uno dei primi giochi Atari che DeepMind, l’AI con sede a Londra e nota per il suo lavoro con reti neurali artificiali, software che in qualche modo imita il funzionamento dei neuroni umani, ha utilizzato per la prima volta per dimostrare le prestazioni del suo algoritmo nel 2013. Quella dimostrazione ha contribuito all’acquisto di DeepMind da parte di Google l’anno successivo.
Cortical Labs utilizza due metodi per creare il suo hardware: estrae i neuroni dagli embrioni di topo o utilizza una tecnica in cui le cellule della pelle umana vengono trasformate di nuovo in cellule staminali e quindi indotte a crescere in neuroni umani. Questi neuroni vengono quindi incorporati in un mezzo liquido nutriente sopra un chip di ossido di metallo contenente una griglia di 22.000 minuscoli elettrodi che consentono ai programmatori di fornire input elettrici ai neuroni e anche di rilevare i loro output.
Pionieri ma non gli unici
Cortical Labs non è l’unica azienda che lavora sull’informatica biologica. Una startup chiamata Koniku, con sede a San Rafael, in California, ha sviluppato un chip di silicio a 64 neuroni, costruito utilizzando neuroni di topo, in grado di rilevare alcune sostanze chimiche. L’azienda vuole utilizzare i chip nei droni che venderà ai militari e alle forze dell’ordine per rilevare gli esplosivi.
Nel frattempo, i ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno adottato un approccio diverso, utilizzando un ceppo specializzato di batteri in un chip ibrido per calcolare e memorizzare le informazioni.