Per què una 'start-up' ensenya a les neurones a jugar al 'Doom'?

Al febrer, Cortical Labs, una start-up australiana, va anunciar que un programador havia ensenyat a uns dels seus "ordinadors biològics" –fet amb 200.000 neurones humanes muntades sobre un xip de silici– a jugar al Doom, un videojoc clàssic de trets. L'empresa havia ensenyat prèviament a un grup de cèl·lules del cervell a jugar al Pong, un joc més simple. Les ambicions apunten molt més amunt dels videojocs, però. Esperen que les neurones, empaquetades en "ordinadors biològics" supereficients i col·locades en bastidors en centres de dades convencionals, puguin algun dia tenir el seu lloc al costat dels xips de silici plens de transistors que han definit la informàtica convencional durant l'últim mig segle.

Al cor del sistema de Cortical hi ha un ventall de milers d'elèctrodes diminuts, sobre els quals seuen neurones creades a partir de cèl·lules mare de donants humans. El ventall permet a un ordinador convencional tant rebre l'activitat elèctrica generada per aquestes neurones com estimular-les amb la seva pròpia activitat elèctrica. Les neurones es mantenen vives fins a sis mesos mitjançant tubs i bombes que els donen oxigen i nutrients i, alhora, n'extreuen els residus, com ara el diòxid de carboni. Tot plegat està empaquetat en una caixa dissenyada per encaixar en els bastidors estàndards de servidors dels centres de dades convencionals.

Les neurones ofereixen diversos avantatges possibles en l'electrònica pel que fa a la computació, diu Hon Weng Chong, conseller delegat de Cortical. L'eficiència n'és un. Els models moderns d'intel·ligència artificial (IA) engoleixen electricitat en milions de watts. La demanda d'energia ha esdevingut una de les barreres més grans per al creixement de la indústria. Les neurones, per contra, fan tastets d'electricitat: el cervell humà típic, format per almenys 90.000 milions de neurones, consumeix uns 20 watts.

La sofisticació n'és un altre. Els transistors amb els quals es fan els ordinadors electrònics són interruptors minúsculs que poden estar en dos estats: encesos i apagats. Les neurones són més complicades. El seu comportament depèn de tota mena de variables, inclosos el voltatge a través de la membrana cel·lular i quant de temps fa des que ha rebut senyals d'altres neurones. L'arquitectura computacional existent també emmagatzema informació lluny d'on passen els processos reals. Micron, un fabricant de xips de memòria, estima que fins a la meitat del pressupost energètic d'un processador convencional d'IA es gasta movent dades. També causa congestions quan les dades es traspassen d'un lloc a un altre. Els cervells barregen les dades i els processos l'un al costat de l'altre, i així minimitzen aquests problemes logístics.

Brett Kagan, director científic de Cortical, especula que tot plegat podria indicar que les neurones són més adients que l'electrònica per a alguns tipus de treball computacional, especialment els que tenen a veure amb la interpretació de senyals analògics i barrejats en el món real. Cita l'exemple de la paradoxa de Moravec, una observació contraintuïtiva clàssica en la recerca de la IA que assenyala que, computacionalment, és més senzill dur a terme raonaments abstractes –com jugar a escacs d'alt nivell o multiplicar nombres molt grans–, d'una manera més fonamental i profunda, que aplicar les, a priori, trivials habilitats motores que calen per navegar pel món físic. Kagan posa com a exemple que, tot i que ell no pot fer operacions matemàtiques com una calculadora, els models d'IA moderns no poden fer una cosa tan simple com preparar una tassa de te.

Obertura de la tecnologia

Aquest és, com a mínim, el discurs. Fer-ho realitat serà difícil. Cortical encara experimenta sobre quina és la millor manera de traduir els senyals entre ordinadors i cèl·lules vives. I neda a contracorrent d'un moviment més potent: les grans tecnològiques i els laboratoris d'IA s'estan jugant centenars de milers de milions de dòlars apostant perquè el futur de la computació passa per millorar els estàndards de l'electrònica.

En un intent d'agafar embranzida i mirar què més pot fer, l'empresa ha decidit obrir la seva tecnologia a qui hi vulgui jugar. La prova del Doom va sortir d'una marató informàtica per a estudiants de la Universitat de Stanford, diu Chong. Sean Cole, el codificador que apareix en el vídeo que va documentar l'esdeveniment, va tenir llest el programa "en una setmana".

Cortical també ha connectat alguns dels seus ordinadors a internet, i això permet que tothom hi pugui experimentar, cosa que ja han fet unes 5.500 persones, segons Chong. El 10 de març Cortical va anunciar un acord amb DayOne, una empresa de desenvolupament de centres de dades de Singapur, que instal·larà 20 dels seus bioordinadors a la Universitat Nacional de Singapur.

També tindrà aliats en posicions importants. El 3 de març, DARPA, l'agència dels Estats Units que finança tecnologies especulatives, va anunciar un programa de finançament per a la recerca en informàtica biològica, amb l'esperança de produir "unitats processadores biològiques" que puguin utilitzar una fracció de l'energia que gasten els xips de silici convencionals i que algun dia puguin ser útils per a tasques com fer volar drons autònoms, així com fer front al món real.