Computerchips von Cortisol Labs mit menschlichen Neuronen

Computerchips von Cortisol Labs mit menschlichen Neuronen

9. April 2020 0 Von Horst Buchwald

Computerchips von Cortisol Labs mit menschlichen Neuronen

 

Sidney, 9.4.2020

 

Das australische Start-up-Unternehmen Cortisol Labs baut Miniaturgehirne mit echten, biologischen Neuronen, die auf einem spezialisierten Computerchip eingebettet sind. Die in Melbourne ansässige Firma hofft, den hybriden Minihirnen beibringen zu können, die gleichen Aufgaben wie softwarebasierte künstliche Intelligenz auszuführen, jedoch zu einem Bruchteil ihres Energieverbrauchs. Gegenwärtig arbeiten die Cortisol Labs daran, ihre Mini-Gehirne dazu zu bringen, das alte Atari-Arcade-Spiel Pong zu spielen.

Cortical Labs verwendete zwei Methoden zur Herstellung der Hardware: Entweder extrahiert es Mausneuronen aus Embryonen, oder es verwendet eine Technik, bei der menschliche Hautzellen wieder in Stammzellen zurückverwandelt werden und dann dazu gebracht werden, zu menschlichen Neuronen heranzuwachsen. Danach werden die Neuronen in ein nahrhaftes flüssiges Medium auf einem speziellen Metalloxid-Chip eingebettet. Dieser Chip enthält ein Gitter aus 22.000 winzigen Elektroden, die es den Programmierern ermöglichen, den Neuronen elektrische Inputs zuzuführen und auch deren Outputs zu erfassen.

 

„Wir wollen zeigen, dass wir das Verhalten dieser Neuronen formen können”, sagte Hon Weng Chong, der Mitbegründer des Unternehmens und Chief Executive Officer. Obwohl es mit Pong beginnt, wird Cortical Labs bis zum Ende des Jahres in der Lage sein, dies zu meistern. Chong fügte hinzu, dass die Hybrid-Chips des Unternehmens schließlich der Schlüssel für komplexe Argumentation und konzeptionelles Verständnis sein könnten, die die heutige künstliche Intelligenz nicht liefern kann. Die Methode des Unternehmens bietet, wenn sie sich als skalierbar erweist, auch eine potenzielle Lösung für eines der ärgerlichsten Probleme, das ein tiefes Lernen erfordert: Sie ist unglaublich energieaufwändig.

Der Neurowissenschaftler Karl Friston vom University College London, der für seine Arbeiten über die Bildgebung des Gehirns und die theoretische Untermauerung der Funktionsweise biologischer Systeme bekannt ist, sah Anfang des Jahres eine Demonstration der Technologie von Cortical Labs und war von der Arbeit des Unternehmens beeindruckt. Aspekte des Systems von Cortical Labs basieren auf Fristons Arbeit, aber der Neurowissenschaftler hat keine Verbindung zu dem australischen Start-up-Unternehmen. Die Idee, zu versuchen, biologische Neuronen mit Halbleitern zu integrieren, sei nicht, so Friston, eine Idee, mit der er gerechnet habe. “Aber zu meiner Überraschung und Freude haben sie sich direkt an die wirkliche Sache herangewagt”, sagte er über die Verwendung echter biologischer Neuronen durch Cortical Labs. “Meiner Meinung nach ist das, wozu diese Gruppe fähig ist, der richtige Weg, um Ideen in die Praxis umzusetzen.

 

Die Verwendung realer Neuronen führt zur Vermeidung verschiedener anderer Schwierigkeiten, die softwarebasierte neuronale Netze mit sich bringen. Um beispielsweise künstliche neuronale Netze auf Lernen einzustellen, müssen ihre Programmierer einen komplizierten Prozess der manuellen Anpassung der Anfangskoeffizienten oder Gewichte durchlaufen, die auf jeden Datenpunkttyp angewendet werden, den das Netz verarbeitet. Eine weitere Herausforderung, vor der sie stehen, besteht darin, die Software dazu zu bringen, abzuwägen, wie sehr sie versuchen soll, neue Lösungen für ein Problem zu erforschen, anstatt sich auf Lösungen zu verlassen, von denen das Netzwerk bereits entdeckt hat, dass sie gut funktionieren.

 

Chong, ein ehemaliger Mediziner, begann vor etwa zwei Jahren zusammen mit seinem Mitbegründer und Chief Technology Officer, Andy Kitchen, nach Möglichkeiten zu suchen, hybride biologische Computer-Intelligence-Systeme zu entwickeln. Chong sagte, die beiden seien an der Idee einer künstlichen Intelligenz interessiert, die die Flexibilität besitzt, fast jede Art von Aufgabe genauso gut oder besser als Menschen zu erfüllen. “Alle rennen um den Aufbau der AGI, aber die einzig wahre AGI, die wir kennen, ist die biologische Intelligenz, die menschliche Intelligenz”, sagte Chong. Er bemerkte, dass die beiden glaubten, der einzige Weg, Intelligenz auf menschlichem Niveau zu erlangen, sei die Verwendung menschlicher Neuronen.

 

Die Cortisol Labs arbeiten mit Maus-Neuronen und werden von Neurowissenschaftlern seit langem als Stellvertreter für menschliche Neuronen verwendet, weil es seit langem etablierte Methoden für deren Extraktion und Kultivierung gab. Kürzlich fanden Wissenschaftler am Allen Institute for Brain Science in Seattle Unterschiede in den Proteinen, die die Neuronen von Mäusen und Menschen umhüllen. Das bedeutet, dass sie unterschiedliche elektrische Eigenschaften haben, und diese Mäuse-Neuronen sind möglicherweise keine guten Stellvertreter für menschliche Neuronen.

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