Австралийские ученые продемонстрировали, что выращенные в лаборатории клетки мозга, интегрированные с кремниевым чипом, способны выполнять игровые задачи в шутере 1990-х годов «Doom». По словам разработчиков, это является демонстрацией более широких возможностей таких биологических вычислительных систем.
В экспериментальной установке, которую называют «биологическим компьютером», используется около 200 000 живых нейронов человеческого мозга. Они выращиваются из стволовых клеток, полученных из донорской крови, и размещаются на специальном чипе под названием CL1.
Ранее исследователям удалось обучить те же клетки основам игры «Понг», где требовалось управлять ракеткой для отбивания мяча. Нынешний эксперимент с «Doom», который представляет собой более сложную трехмерную среду с необходимостью навигации и стрельбы, стал следующим этапом.
Ученые отмечают, что изначально нейроны демонстрировали хаотичное поведение: они врезались в стены или вели беспорядочную стрельбу. Однако со временем точность действий повысилась, и клетки стали более эффективно поражать цели, хотя по человеческим меркам их «стрельба» остается неточной.
Для управления игрой цифровая среда «Doom» была преобразована в паттерны электрических сигналов, которые нейроны на чипе могли распознавать. Появление виртуального врага активировало определенные электроды, стимулируя клетки к реакции. Различные типы активности нейронов интерпретируются системой как игровые действия, например, движение или выстрел. Исследователи отслеживают электрическую активность и корректируют входные сигналы для обучения нейронной культуры.
По словам ученых, технология не ограничивается видеоиграми. Потенциальные сферы применения включают робототехнику, обучение в реальном времени, задачи, сходные с ИИ, моделирование заболеваний, скрининг лекарственных препаратов и персонализированную медицину. При этом подчеркивается, что данная разработка не предназначена для замены традиционного искусственного интеллекта, а призвана предоставить новые возможности.
Среди преимуществ системы отмечается высокая энергоэффективность: человеческий мозг потребляет около 20 ватт, что пока недостижимо для кремниевых аналогов. Однако существуют и ограничения: продолжительность жизни клеток составляет около шести месяцев, а система пока не способна давать стабильные и полностью программируемые результаты.
Ученые отмечают, что это не спекулятивная, а реально развивающаяся область науки. Ценность разработки может заключаться в поиске более эффективных методов управления энергопотреблением в вычислительных системах.