Новости 20 ватт против мегаватта: бактериальный нейрон унизил ChatGPT в 50 000 раз

NewsMaker

I'm just a script
Премиум
20,948
46
8 Ноя 2022
0,1 вольта — именно столько нужно, чтобы подключиться к живому мозгу.


g7kmyq2ooh0jn67apc3njm4fja5sa1nc.jpg

Инженеры из Университета Массачусетса в Амхерсте сообщили о создании искусственного нейрона , электрические функции которого максимально приближены к тем, что выполняют клетки мозга. Работа продолжает исследования команды, использующей белковые нанонити, синтезированные из бактерий, способных генерировать электричество. При этом изобретение открывает перспективу создания сверхэффективных вычислительных систем, построенных по биологическим принципам, а в будущем — и прямого соединения с живыми клетками.

«Наш мозг обрабатывает колоссальные объёмы информации, но его энергопотребление крайне мало — особенно если сравнивать с тем, сколько электричества уходит на работу больших языковых моделей вроде ChatGPT», — пояснил ведущий автор исследования, аспирант кафедры электротехники и вычислительной техники Шуаи Фу. Для примера: мозг человека функционирует, потребляя примерно 20 ватт, тогда как крупные ИИ-системы требуют свыше мегаватта для схожих вычислительных задач. Именно этот разрыв в эффективности учёные намерены сократить с помощью нового решения.

Нервная система состоит из миллиардов клеток, передающих импульсы с высокой точностью и минимальными затратами энергии. Воссоздать такой процесс средствами электроники долгое время было крайне сложно. «Ранние версии искусственных нейронов требовали в 10 раз больше напряжения и в 100 раз больше энергии, чем наш вариант», — отметил руководитель проекта, доцент Массачусетского университета Джун Яо. Высокие показатели делали устройства слишком затратными и несовместимыми с живыми клетками.

Прорыв связан с тем, что новые искусственные нейроны работают при напряжении всего 0,1 вольта — именно столько используют клетки человеческого организма. Такой уровень открывает возможность не только для внедрения в вычислительные системы , но и для медицинских приборов, способных напрямую взаимодействовать с нервной тканью.

Учёные видят широкий спектр применения — от биовдохновлённых компьютеров до миниатюрной электроники, интегрирующейся в тело. «Сегодня существует множество носимых сенсоров, но они громоздки и потребляют много энергии. Чтобы компьютер обработал сигнал от организма, его нужно дополнительно усиливать, что усложняет схему и повышает расход. Нейроны низкого напряжения способны исключить этот шаг, делая систему проще и эффективнее», — подчеркнул Яо.

А основой технологии стали, опять же, белковые нанонити, выделенные из бактерии Geobacter sulfurreducens, которая в природе вырабатывает электричество. Ранее на этих материалах команда уже построила необычные устройства: биоплёнку, питаемую потом человека, «электронный нос» для диагностики болезней и генератор, получающий ток из воздуха.

Проект получил поддержку Управления армейских исследований США, Национального научного фонда, Национального института здоровья и Фонда Альфреда Слоуна.
 
Источник новости
www.securitylab.ru

Похожие темы