Американские инженеры из Массачусетского университета в Амхерсте разработали искусственный нейрон, электрическая активность которого очень похожа на активность естественных клеток мозга.
Ноу-хау основано на предыдущих исследованиях команды, в которых использовались белковые нанопроволоки, изготовленные из бактерий, производящих электричество. Этот новый подход может открыть путь к созданию компьютеров, работающих с эффективностью живых систем и даже способных напрямую подключаться к биологическим тканям.
Наш мозг обрабатывает огромное количество данных, но его энергопотребление очень и очень низкое, особенно по сравнению с количеством электроэнергии, необходимой для работы большой языковой модели, такой как ChatGPT.
Человеческое тело работает с поразительной электрической эффективностью — более чем в 100 раз превышающей эффективность типичной компьютерной схемы. Один только мозг содержит миллиарды нейронов — специализированных клеток, которые посылают и принимают электрические сигналы по всему телу. Выполнение такой задачи, как написание рассказа, требует от человеческого мозга всего около 20 Вт энергии, тогда как для выполнения той же задачи большой языковой модели может потребоваться больше 1 МВт.
Инженеры давно стремятся разработать искусственные нейроны для более энергоэффективных вычислений, но снижение их напряжения до биологического уровня было серьезным препятствием. Как отмечает старший автор статьи, предыдущие версии искусственных нейронов использовали в 10 раз больше напряжения и в 100 раз больше энергии, чем новые. Из-за этого ранние разработки были гораздо менее эффективными и не могли напрямую соединяться с живыми нейронами, которые чувствительны к более сильным электрическим сигналам.
Новый нейрон имеет широкий спектр применений: от перепроектирования компьютеров по биологическим принципам, которые гораздо более эффективны, до электронных устройств, которые могут напрямую общаться с нашим телом.
Секретным ингредиентом нового низкоэнергетического нейрона команды является белковая нанопроволока, синтезированная из удивительной бактерии Geobacter sulfurreducens, которая также обладает суперспособностью производить электричество.
Ранее Наука Mail писала о том, как в Швейцарии выращивают «живые» компьютеры из клеток мозга.
