הטכנולוגיה הדיגיטלית קצת יותר קרובה לביולוגיה, ל-DNA ולמוח
אילון מאסק מבטיח שבעתיד הקרוב אנשים יוכלו ליצור ממשק מוח-מחשב מלא. בינתיים, אנו שומעים מדי פעם על ניסויים שלו בבעלי חיים, תחילה על חזירים, ולאחרונה על קופים. הרעיון שמסק יקבל את שלו ויוכל להשתיל מסוף תקשורת בראשו של אדם מרתק חלק, מפחיד אחרים.
הוא לא עובד רק על חדש מוּשָׁק. מדענים מבריטניה, שוויץ, גרמניה ואיטליה הכריזו לאחרונה על תוצאותיו של פרויקט שהשתלב נוירונים מלאכותיים עם טבעי (אחד). כל זה נעשה דרך האינטרנט, מה שמאפשר לנוירונים ביולוגיים ו"סיליקון" לתקשר זה עם זה. הניסוי כלל גידול נוירונים בחולדות, ששימשו לאחר מכן לאיתות. מנהיג הקבוצה סטפנו וסאנלי דיווח כי מדענים הצליחו לראשונה להראות כי נוירונים מלאכותיים הממוקמים על שבב יכולים להיות מחוברים ישירות לביולוגיים.
חוקרים רוצים לנצל רשתות עצבים מלאכותיות לשחזר את התפקוד התקין של אזורים פגועים במוח. לאחר ההחדרה לשתל מיוחד, הנוירונים יפעלו כמעין תותבת שתסתגל לתנאים הטבעיים של המוח. ניתן לקרוא עוד על הפרויקט עצמו במאמר ב-Scientific Reports.
פייסבוק רוצה להיכנס למוח שלך
מי שחושש מטכנולוגיה חדשה כזו אולי צודק, במיוחד כשאנחנו שומעים שלמשל נרצה לבחור את ה"תוכן" של המוח שלנו. באירוע שנערך באוקטובר 2019 על ידי מרכז המחקר הנתמך על ידי פייסבוק Chan Zuckerberg BioHub, הוא דיבר על תקוות למכשירים ניידים נשלטי מוח שיחליפו את העכבר והמקלדת. "המטרה היא להיות מסוגל לשלוט באובייקטים במציאות מדומה או מוגברת עם המחשבות שלך", אמר צוקרברג, שצוטט על ידי CNBC. פייסבוק רכשה את CTRL-labs, סטארט-אפ שמפתח מערכות ממשק מוח-מחשב, תמורת כמעט מיליארד דולר.
העבודה על ממשק המוח-מחשב הוכרזה לראשונה בכנס F8 של פייסבוק ב-2017. על פי התוכנית ארוכת הטווח של החברה, יום אחד מכשירים לבישים לא פולשניים יאפשרו למשתמשים לעשות זאת לכתוב מילים רק על ידי חשיבה עליהם. אבל סוג זה של טכנולוגיה עדיין בשלב מוקדם מאוד, במיוחד מכיוון שאנו מדברים על מגע, ממשקים לא פולשניים. "היכולת שלהם לתרגם את מה שקורה במוח לפעילות מוטורית מוגבלת. בשביל הזדמנויות גדולות, צריך להשתיל משהו", אמר צוקרברג בפגישה הנ"ל.
האם אנשים יאפשרו לעצמם "להשתיל משהו" כדי להתחבר לאנשים הידועים בתאבון חסר המעצורים שלהם נתונים פרטיים מפייסבוק? (2) אולי יימצאו אנשים כאלה, במיוחד כשהוא מציע להם גזרות של מאמרים שהם לא רוצים לקרוא. בדצמבר 2020, פייסבוק אמרה לעובדים שהיא עובדת על כלי לסיכום מידע כדי שהמשתמשים לא יצטרכו לקרוא אותו. באותה פגישה הוא הציג תוכניות נוספות לחיישן עצבי לאיתור מחשבות אנושיות ולתרגמן לפעולות באתר.
2. המוח והממשקים של פייסבוק
ממה עשויים מחשבים יעילים במוח?
פרויקטים אלה אינם המאמצים היחידים שייווצרו. עצם החיבור של העולמות הללו אינו המטרה היחידה שנרדפת אליה. יש, למשל. הנדסה נוירומורפית, מגמה שמטרתה ליצור מחדש את היכולות של מכונות מוח אנושי, למשל, מבחינת היעילות האנרגטית שלו.
ההערכה היא שעד 2040, משאבי האנרגיה העולמיים לא יוכלו לענות על צורכי המחשוב שלנו אם נצמד לטכנולוגיות הסיליקון. לכן, יש צורך דחוף בפיתוח מערכות חדשות שיוכלו לעבד נתונים מהר יותר ובעיקר, יעיל יותר באנרגיה. מדענים יודעים זה מכבר שטכניקות חיקוי עשויות להיות אחת הדרכים להשיג מטרה זו. מוח אנושי.
W מחשבי סיליקון פונקציות שונות מבוצעות על ידי אובייקטים פיזיים שונים, מה שמגדיל את זמן העיבוד וגורם לאיבוד חום עצום. לעומת זאת, נוירונים במוח יכולים לשלוח ולקבל מידע בו-זמנית ברשת עצומה במתח פי עשרה מהמחשבים המתקדמים ביותר שלנו.
היתרון העיקרי של המוח על פני עמיתיו הסיליקון הוא יכולתו לעבד נתונים במקביל. כל אחד מהנוירונים מחובר לאלפי אחרים, וכולם יכולים לשמש כקלט ופלט לנתונים. כדי להיות מסוגלים לאחסן ולעבד מידע, כפי שאנו עושים, יש צורך לפתח חומרים פיזיקליים שיכולים לעבור במהירות וחלק ממצב של הולכה למצב של אי-חיזוי, כפי שקורה לנוירונים.
לפני מספר חודשים פורסם בכתב העת Matter מאמר על חקר חומר בעל תכונות כאלה. מדענים מאוניברסיטת טקסס A&M יצרו ננו-חוטים מסמל התרכובת β'-CuXV2O5 המדגימים את היכולת לנוע בין מצבי הולכה בתגובה לשינויים בטמפרטורה, במתח ובזרם.
בבדיקה מעמיקה יותר, נמצא כי יכולת זו נובעת מתנועת יוני נחושת לאורך β'-CuxV2O5, הגורמת תנועת אלקטרונים ומשנה את תכונות המוליכות של החומר. כדי לשלוט בתופעה זו, נוצר דחף חשמלי ב-β'-CuxV2O5, דומה מאוד לזה שמתרחש כאשר נוירונים ביולוגיים שולחים אותות זה לזה. המוח שלנו מתפקד על ידי ירי נוירונים מסוימים בזמני מפתח ברצף ייחודי. רצף של אירועים עצביים מוביל לעיבוד מידע, בין אם זה החזרת זיכרון או ביצוע פעילות גופנית. הסכימה עם β'-CuxV2O5 תעבוד באותו אופן.
כונן קשיח ב-DNA
תחום מחקר נוסף הוא מחקר המבוסס על ביולוגיה. שיטות אחסון נתונים. אחד הרעיונות, שגם אותו תיארנו פעמים רבות ב-MT, הוא הבא. אחסון נתונים ב-DNA, נחשב לאמצעי אחסון מבטיח, קומפקטי ויציב במיוחד (3). בין היתר, ישנם פתרונות המאפשרים אחסון נתונים בגנום של תאים חיים.
עד 2025, ההערכה היא שכמעט חמש מאות אקסבייטים של נתונים יופקו בכל יום ברחבי העולם. אחסון אותם יכול להפוך במהירות לבלתי מעשי לשימוש. טכנולוגיית סיליקון מסורתית. צפיפות המידע ב-DNA עשויה להיות גבוהה פי מיליוני מזו של כוננים קשיחים רגילים. ההערכה היא שגרם אחד של DNA יכול להכיל עד 215 מיליון גיגה-בייט. זה גם מאוד יציב כאשר הוא מאוחסן כראוי. בשנת 2017 חילצו מדענים את הגנום המלא של זן סוסים שנכחד שחי לפני 700 שנה, ובשנה שעברה נקרא DNA מממותה שחיה לפני מיליון שנים.
הקושי העיקרי הוא למצוא דרך מתחם עולם דיגיטלי i נתונים עם העולם הביוכימי של הגנים. זה כרגע בערך סינתזת DNA במעבדה, ולמרות שהעלויות יורדות במהירות, זו עדיין משימה קשה ויקרה. לאחר סינתזה, יש לאחסן רצפים בקפידה במבחנה עד שהם מוכנים לשימוש חוזר או שניתן להחדירם לתאים חיים באמצעות טכנולוגיית עריכת גנים של CRISPR.
חוקרים מאוניברסיטת קולומביה הדגימו גישה חדשה המאפשרת המרה ישירה אותות אלקטרוניים דיגיטליים לתוך הנתונים הגנטיים המאוחסנים בגנום של תאים חיים. "דמיין כוננים קשיחים סלולריים שיכולים לחשב ולהגדיר מחדש פיזית בזמן אמת", אמר האריס וואנג, אחד מחברי הצוות של Singularity Hub. "אנו מאמינים שהשלב הראשון הוא היכולת לקודד נתונים בינאריים ישירות לתאים ללא צורך בסינתזת DNA חוץ גופית."
העבודה מבוססת על מקליט תאים מבוסס CRISPR, אשר ואן פותח בעבר עבור חיידקי E. coli, המזהה נוכחות של רצפי DNA מסוימים בתוך התא ומתעד את האות הזה בגנום של האורגניזם. למערכת יש "מודול חיישן" מבוסס DNA המגיב לאותות ביולוגיים מסוימים. וואנג ועמיתיו התאימו את מודול החיישן לעבודה עם ביו-חיישן שפותח על ידי צוות אחר, אשר בתורו מגיב לאותות חשמליים. בסופו של דבר, זה איפשר לחוקרים קידוד ישיר של מידע דיגיטלי בגנום החיידקי. כמות הנתונים שתא אחד יכול לאחסן היא די קטנה, רק שלושה סיביות.
אז המדענים מצאו דרך לקודד 24 אוכלוסיות חיידקים נפרדות עם פיסות נתונים שונות של 3 סיביות בו-זמנית, בסך הכל 72 סיביות. הם השתמשו בו כדי לקודד הודעות "שלום עולם!". בחיידקים. והראו כי על ידי הזמנת האוכלוסייה המאוחדת ושימוש במסווג שתוכנן במיוחד, הם יכולים לקרוא את ההודעה בדיוק של 98 אחוז.
ברור ש-72 ביטים רחוקים מקיבולת. אחסון בנפח גדול כוננים קשיחים מודרניים. עם זאת, מדענים מאמינים שניתן להגדיל את הפתרון במהירות. אחסון נתונים בתאים זה, לפי מדענים, זול בהרבה משיטות אחרות קידוד בגניםכי אתה יכול פשוט לגדל יותר תאים במקום לעבור סינתזת DNA מלאכותית מסובכת. לתאים יש גם יכולת טבעית להגן על DNA מפני נזקי הסביבה. הם הדגימו זאת על ידי הוספת תאי E. coli לאדמת עציצים לא מעוקרת ולאחר מכן חילוץ מהימן של כל המסר של 52 סיביות מהם על ידי רצף קהילת החיידקים הקשורה באדמה. מדענים החלו גם לתכנן את ה-DNA של תאים כך שיוכלו לבצע פעולות לוגיות וזיכרון.
4. חזון הסינגולריות הטרנס-הומניסטית כשלב הבא של האבולוציה
שילוב טכנאי מחשבים i טלקומוניקציה זה קשור מאוד למושגים של "ייחודיות" טרנס-הומניסטית שנחזה גם על ידי עתידנים אחרים (4). ממשקי מוח-מכונה, נוירונים סינתטיים, אחסון נתונים גנומיים - כל זה יכול להתפתח בכיוון הזה. יש רק בעיה אחת - אלו כל השיטות והניסויים בשלב מוקדם מאוד של המחקר. אז מי שחושש מהעתיד הזה צריך לנוח בשלום, וחובבי השילוב בין אדם למכונה צריכים להתקרר.
