İnsan beyniyle bilgisayarları birleştiren yeni teknoloji: Brainoware

Bilgisayarlarımızın işlem kapasitesi, insan beyninin karmaşıklığına henüz yaklaşamıyor. Ancak, bilim insanları Indiana Üniversitesi Bloomington’dan mühendis Feng Guo liderliğindeki bir ekip, gerçek insan beyin dokusunu elektronikle entegre eden heyecan verici bir proje olan “Brainoware” üzerinde çalışıyor. Bu yenilikçi teknoloji, beyin benzeri bir bilgisayar mimarisi oluşturma yolunda önemli bir ilk adımı temsil ediyor.

İnsan beyninin başarısının anahtarı, nöronların hem bir işlemci hem de bellek cihazı olarak verimli bir şekilde görev yapabilmesidir. Bu, modern bilgisayar cihazlarında fiziksel olarak ayrılmış birimlerin aksine, beynin işleyişini taklit etmeye çalışan birçok yapay zeka tabanlı bilgisayarın önünde bir engel oluşturuyor.

Brainoware, gerçek insan beyin dokusunu elektronikle bir araya getirerek bu zorluğu aşmaya çalışıyor. Indiana Üniversitesi Bloomington’dan Feng Guo önderliğindeki ekip, konuşma tanıma ve karışık denklem tahmini gibi matematiksel problemleri çözme gibi görevler vererek Brainoware’a testler uyguladı.

Sonuçlar, saf donanım üzerinde yapay zeka çalıştıran bir bilgisayar kadar kesin olmasa da, bu teknolojinin yeni bir tür bilgisayar mimarisi için önemli bir ilk adım olduğunu gösteriyor.

Ancak, Guo ve meslektaşları Brainoware geliştirme sürecinde etik kurallara uyduklarını belirtseler de, Johns Hopkins Üniversitesi’nden bazı araştırmacılar, bu teknolojiyi daha da genişletirken etik düşünceyi göz önünde bulundurmanın önemini vurguluyorlar. Lena Smirnova, Brian Caffo ve Erik C. Johnson isimli araştırmacılar, “Bu organoid sistemlerinin karmaşıklığı arttıkça, insan nöral dokusunu içeren biyobilgisayar sistemleri etrafında dolaşan çeşitli nöroetik sorunları incelemek toplum için kritik öneme sahiptir” diyorlar.

Bilgisayarlar ve insan beyni arasındaki karşılaştırmada, insan beyninin şaşırtıcı özelliklerine dikkat çekmek gerekir. Yaklaşık olarak 86 milyar nöron ve kadir-i mutlak bir dördüncü derece sinaps sayısı içerdiği tahmin edilen insan beyni, sürekli olarak birbirleriyle iletişim kurarak bilgi işleyebilir.

Şimdiye kadar, insan beyninin aktivitesini bir yapay sistemde taklit etmek için yapılan en iyi çaba bile yüzeyini sadece hafifçe sıyırmıştır. 2013 yılında, o dönemde dünyanın en güçlü süper bilgisayarlardan biri olan Riken’in K Bilgisayarı, beyini taklit etmeye çalıştı. 82.944 işlemci ve bir petabayt ana bellek ile donatılmış olan bu bilgisayar, 1.73 milyar nöronun 10.4 trilyon sinaps ile bağlandığı aktivitenin sadece bir saniyesini simüle etmek için 40 dakika sürdü – bu da beynin yalnızca yüzde bir ila iki kadarını temsil eder.

Son yıllarda bilim insanları ve mühendisler, beynin yeteneklerine yaklaşmayı amaçlayarak, yapısını ve işleyişini taklit eden donanım ve algoritmalar tasarlamaya çalışıyor. Bu, nöromorfik hesaplama olarak bilinir ve gelişmektedir, ancak enerji tüketimi yüksektir ve yapay sinir ağlarını eğitmek zaman alıcıdır.

Guo ve meslektaşları, laboratuvarda yetiştirilen gerçek insan beyin dokusunu kullanarak farklı bir yaklaşım benimsediler. İnsan pluripotent kök hücreleri, farklı türlerdeki beyin hücrelerine dönüşmeleri için teşvik edildi ve bağlantılar ve yapılar içeren 3 boyutlu “organoid” adı verilen küçük beyinler oluşturdu. Bunlar gerçek beyinler değil, düşünce, duygu veya bilinç gibi şeyler içermeyen sadece doku düzenlemeleridir. Ancak gerçek bir insanın içinde karışmadan beyin gelişimini ve işleyişini incelemek için oldukça kullanışlıdırlar.

Brainoware, yüksek yoğunluklu mikroelektrotlarla bağlı beyin organoidlerinden oluşur ve bir çeşit yapay sinir ağı olan rezervuar hesaplama kullanır. Elektriksel stimülasyon, bilgiyi organoidin içine taşır, bu bilginin işlendiği rezervuar ve ardından Brainoware, nöral aktivite biçiminde hesaplamalarını yapar. Giriş ve çıkış katmanları için normal bilgisayar donanımı kullanılır. Bu katmanlar organoid ile işlem yapabilmesi için eğitilmek zorundaydı; çıkış katmanı nöral veriyi okur ve girişe dayalı sınıflandırmalar veya tahminler yapar.

Haber Merkezi