Sel Otak Dapat Mengganti Keripik Silikon—Inilah Alasannya Dapat Menghemat Energi

Komputer Anda terkadang dapat berjalan di sel otak.

Peneliti baru ditemukan bahwa komputer biologis dapat menghemat listrik dibandingkan chip silikon yang kita gunakan saat ini. Dalam makalah yang mengumumkan penemuan tersebut, para ilmuwan menggunakan 50.000 sel otak yang tumbuh dari sel punca. Bagian dari gerakan yang berkembang adalah memanfaatkan kekuatan pengembangan untuk membuat pemrosesan komputer lebih cepat.

“Hal ini dicapai dengan kemampuan otak yang mengesankan dibandingkan dengan komputer, seperti efisiensinya, pembelajaran berkelanjutan, dan pengambilan keputusan yang intuitif.” Thomas Hartungseorang profesor di Universitas John Hopkins dan salah satu penulis utama makalah tersebut memberi tahu Lifewire melalui email. “Superkomputer tercepat di dunia menyamai kapasitas komputasi satu otak manusia hanya pada bulan Juni tahun lalu, tetapi komputer ini menempati 6.800 kaki persegi dan menghabiskan biaya $600 juta.”

Membuat Komputer Biologi Berfungsi

Tim peneliti menjelaskan cara membuat “kecerdasan organoid” atau OI dalam makalah mereka. Pendekatan penggunaan organel otak telah berkembang menjadi kultur sel yang memiliki beberapa fungsi dan struktur yang sama dengan otak.

Gagasan menggunakan otak sebagai komputer bukanlah hal baru. Hartung mencatat bahwa rekan peneliti tahun lalu menunjukkan bahwa a dapat belajar tentang kultur sel otak untuk memainkan game komputer, Pong. Ilmuwan lain telah menunjukkan caranya mengendalikan robot dengan organoid otak,

“Kami menyelidiki bagaimana mengoptimalkan proses tersebut dan menggunakannya untuk tolok ukur seperti mengoptimalkan model atau mempelajari efek zat,” kata Hartung.

Tetapi membuat otak bekerja seperti komputer itu rumit. James Giordanoprofesor neurologi dan diam Pusat Medis Universitas Georgetown, mengatakan dalam wawancara email bahwa satu pendekatan adalah fusi komputer yang melibatkan dua arsitektur dasar: yang pertama adalah di mana perangkat keras komputer secara struktural “cocok dengan” susunan sel saraf. Metode kedua adalah di mana sel-sel saraf dipasang ke dalam lingkungan komputasi secara individu atau dalam kelompok kecil.

“Pendekatan seperti itu dapat digunakan sebagai sistem komputasi untuk menginterpretasikan operasi node sel dan jaringan saraf, serta seluruh organoid sistemik, dan dalam hal ini sifat sel saraf dapat diadaptasi dengan baik dan ditransfer ke dalam pelatihan komputasi,” tambahnya. .

Dari jalan sampai akhir

Bilangan biologis pada akhirnya dapat mengambil alih beberapa fungsi komputasi tradisional; Dave Turekkepala petugas teknologi Katalogperusahaan sedang mengembangkan penyimpanan data dan komputer berbasis DNA, katanya melalui email. Dalam beberapa tahun terakhir, industri TI telah menyaksikan proliferasi teknologi yang ditargetkan, termasuk akselerator seperti GPU, komputer kuantum, dan komputer paralel yang lazim.

“Namun kinerja dan skala ini, dengan mengorbankan konsumsi energi yang lebih tinggi, penyimpanan yang lebih besar, dan persyaratan jangka panjang serta pengelolaan dengan kompleksitas yang lebih tinggi,” kata Turek. “Ini telah membangkitkan minat dan kepentingan yang sangat besar dalam menghitung sistem kimia berbasis DNA yang memiliki jejak fisik yang jauh lebih kecil, mengkonsumsi energi yang jauh lebih rendah, dan tahan terhadap kerentanan keamanan elektronik tradisional.”

Perusahaan Turki baru-baru ini mencapai tonggak sejarah dalam komputasi berbasis DNA dengan menunjukkan kemampuan penelitian paralel mendasar menggunakan kimia DNA. KATALOG dari dikodekan 17.000 kata dari Hamlet Shakespeare di DNA pada bulan September.

“Pendekatan inovatif CATALOG menunjukkan, untuk pertama kalinya, bagaimana mencocokkan paralelisme besar-besaran kimia DNA untuk menyelidiki hampir semua jumlah informasi yang tersimpan dalam DNA tanpa peningkatan proporsional yang diharapkan dalam sumber daya,” kata Turek.

Terlepas dari kemajuan baru-baru ini, jangan berharap untuk membeli komputer desktop organik Anda dalam waktu dekat. Hartung mengatakan komputasi biologis lebih merupakan “visi” daripada realitas praktis.

“Laptop yang secara teratur diberi media kultur sel sulit dibayangkan,” tambahnya. “Namun, sebaliknya, saya dapat berpikir tentang bagaimana kita mempelajari cara kerja otak, bukan untuk melakukan komputasi biologis, dan untuk membentuk arsitektur komputer kita.”

Peter Sulc apakah Universitas Arizona Seorang peneliti dalam nanoteknologi biomimetik dan komputasi molekuler, dia mengatakan dalam email bahwa dia berharap itu akan segera digunakan untuk komputasi diagnostik dan terapeutik berbasis sel dan biomolekul.

“Penggunaan organoid sel otak untuk mengimplementasikan komputasi hemat energi mungkin masih jauh,” tambahnya. “Selain daya tarik “efisiensi energi”, kita harus mempertimbangkan biaya tinggi yang terkait dengan produksi dan pemeliharaan sel-sel ini, yang dapat melebihi efisiensi komputasi yang ditawarkan oleh sistem tersebut.”

Pembaruan 3/9/2023: mengoreksi nama sumber pada pasal III.