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Brainoware e’ un nuovo, sofisticato, calcolatore che integra chip elettronici e neuroni umani

Sviluppato negli Stati Uniti, Brainoware è il primo passo per lo sviluppo di biocomputer che possano competere con le intelligenze artificiali digitali

 

Arriva Brainoware, il mini cervello che fonde cellule neuronali umane con un chip elettronico: un computer in grado di risolvere complesse operazioni e persino riconoscere la voce umana.

Brainoware è il progetto di un gruppo di scienziati dell’University of Bloomington (Indiana). È un cosiddetto “biocomputer”, una sorta di mini cervello umano, una potente macchina ibrida nata da un mix tra cellule neuronali, assemblate in un organoide coltivato in laboratorio, e un chip elettronico e che si avvale di intelligenza artificiale per risolvere problemi informatici, calcoli matematici e persino riconoscere la voce umana.

Cosa sono i “biocomputer”

Brainoware, dicevamo, è quello che, tecnicamente, si definisce ‘biocomputer’. Invece di imitare il funzionamento del cervello umano nei nostri computer, perché non imitare i computer con i nostri cervelli?  I biocomputer sono anche chiamati Oi, “intelligenze organoidi”, e sono il frutto di un nuovo approccio che fonde neuroscienze e computer science in modo da sfruttare la plasticità, la memoria e l’immensa capacità di calcolo del nostro “hardware” biologico, per potenziale le capacità dei calcolatori elettronici.

Non si tratta di una novità, almeno in senso stretto (c’è chi ci aveva provato, con successo, già una ventina di anni fa), ma un nuovo studio appena pubblicato su Nature Electronics descrive il più avanzato tentativo mai realizzato in questo campo: un dispositivo che combina organoidi cerebrali (microcervelli artificiali prodotti a partire da cellule staminali) e chip elettronici, che ha dimostrato di poter reggere il passo con le più evolute intelligenze artificiali tradizionali: Brainoware, appunto.

La fusione di un chip elettronico con un cervello in miniatura ottenuto da neuroni umani è un grande passo avanti nell’ambito tecnologico

Già da qualche anno a questa parte si era iniziato a sviluppare sofisticati sistemi informatici neuromorfici, ovvero sistemi che cercano di imitare il funzionamento del nostro cervello, che vanta tra l’altro di un consumo di energie più basso rispetto ai classici computer elettronici. E i passi avanti nell’ambito erano stati notevoli. Ma questa volta, il gruppo di ricerca che ha realizzato il progetto di Brainoware è andato oltre, raggiungendo un importante traguardo per lo sviluppo della bioinformatica e della comprensione dei meccanismi del cervello umano. 

Come funziona Brainoware

La struttura di Brainoware è composta da tre componenti principali:

  • uno strato di input (in cui vengono inserite le informazioni)
  • un organoide sviluppato in vitro utilizzando cellule staminali per imitare le strutture e le funzioni del cervello
  • uno strato di output dal quale il mini-computer risponde e diffonde le informazioni.

Per l’addestramento del sistema sono state effettuate diverse operazioni. Prima di tutto è stato sottoposto a complessi calcoli matematici, in seguito, per quanto riguarda il riconoscimento vocale (uno dei suoi punti di forza), è stato addestrato attraverso 240 clip audio pronunciate da otto parlanti giapponesi. Man mano che il sistema veniva addestrato, la sua accuratezza è passata dal 51% a circa il 78%.

Gli impatti della ricerca per Brainoware

Potrebbero volerci decenni prima di poter realizzare sistemi generali di bioinformatica,  questa ricerca genererà intuizioni fondamentali sui meccanismi di apprendimento, sullo sviluppo neurale e sulle implicazioni cognitive delle malattie neurodegenerative.

Utilizzare parti del cervello umano connesse a hardware elettronici per addestrare l’intelligenza artificiale è una tecnica sempre più in evoluzione e il cervello umano, con la sua complessa rete di cellule, ispira sempre più ricercatori e scienziati a realizzare complessi sistemi neuromorfici. Ma bisogna fare attenzione anche alle implicazioni etiche della pratica.

Le questioni ancora aperte

I dubbi principali riguardano il trattamento dei grumi di cellule umane coltivate in laboratorio. E proprio per questo motivo, gli autori della ricerca lavorano fianco a fianco con  esperti di etica per un approccio quanto più possibile corretto sotto quel profilo al progetto. Anche i cittadini valuteranno le implicazioni etiche del progetto e le loro opinioni saranno molto utili ai ricercatori.

Il cervello umano resta imbattibile

In ogni caso, non c’è ragione di preoccuparsi: il cervello umano rimane nettamente superiore nell’elaborazione dei calcoli, nella velocità con cui vengono intraprese decisioni logiche e nelle cognizioni. Basti pensare al fatto che il cervello possiede circa 100 miliardi di neuroni, con svariati punti di connessione tra loro. In ogni caso, peròm, i biocomputer potrebbero fare concorrenza ai supercomputer attuali e, in futuro, potrebbero anche sostituirli.

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fonti: DDay I Hardware upgrade I Wired I SM Servicematica

immagine di copertina: Freepik


 

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