Биоинженеры создают соединение ИИ и органоидов
|
Фэн Го, доцент кафедры интеллектуальных систем в Школе информатики, вычислений и инженерии Ладди Университета Индианы, занимается решением технических ограничений вычислительного оборудования искусственного интеллекта, разрабатывая новую гибридную вычислительную систему, получившую название «Brainoware», которая сочетает в себе электронное оборудование с органоидами человеческого мозга. Передовые методы искусственного интеллекта, такие как машинное обучение и глубокое обучение, основанные на специализированных кремниевых компьютерных чипах, потребляют огромное количество энергии. Таким образом, инженеры разработали нейроморфные вычислительные системы, смоделированные по структуре и функциям человеческого мозга, чтобы улучшить производительность и эффективность этих технологий. Однако эти системы по-прежнему ограничены в своей способности полностью имитировать работу мозга, поскольку большинство из них построено на цифровых электронных принципах. |
![]() |
В ответ Го и группа исследователей IU, в том числе аспирант Хунвэй Цай, разработали гибридную нейроморфную вычислительную систему, которая монтирует органоид мозга на многоэлектродный анализатор для получения и отправки информации. Органоиды головного мозга представляют собой мозгоподобные трехмерные клеточные культуры, полученные из стволовых клеток и характеризующиеся различными типами клеток головного мозга, включая нейроны и глию, а также мозгоподобными структурами, такими как желудочковые зоны. «Brainoware использует органоид человеческого мозга в качестве адаптивного живого резервуара для проведения обучения без присмотра путем обработки пространственно-временной информации посредством нейропластичности органоида мозга», — сказал Го. «Наш подход позволяет развивать вычисления с использованием искусственного интеллекта, поскольку органоиды обеспечивают биологические нейронные сети определенной сложностью, а также низким энергопотреблением и быстрым обучением». |
Работа команды опубликована в журнале Nature Electronics. При разработке гибридной вычислительной системы команда продемонстрировала большой потенциал органоидов мозга для расширения возможностей резервуарных вычислений — типа искусственной нейронной сети, основанной на идее захвата и запоминания информации на основе последовательности электрических стимуляций. В серии тестов Brainoware смогла быстро распознавать образцы речи, а также решать сложные нелинейные математические уравнения. «Благодаря обучению электростимуляции мы смогли отличить отдельные гласные из набора говорящих», — сказал Го. «Благодаря обучению мы запустили неконтролируемое обучение гибридным вычислительным системам». За последние годы Го получил несколько крупных грантов за свою новаторскую работу над технологией «лаборатория на чипе» с искусственным интеллектом и пластырем для обнаружения передозировки опиоидами. Его лаборатория в настоящее время занимается разработкой интеллектуальных биомедицинских систем посредством инноваций в области искусственного интеллекта, устройств, датчиков и систем для медико-биологических наук и трансляционной медицины. |
Источник |
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
|