Chip de células do cérebro feito para computadores

E se pudéssemos fazer chip de células do cérebro aproveitando o poder do cérebro humano usando células cerebrais reais para alimentar a próxima geração de computadores?

A alguns anos atrás, pesquisadores da Alemanha e do Japão foram capazes de simular um por cento da atividade do cérebro humano por um único segundo. Para que isso acontecesse, foi necessário a utilização do poder de processamento de um dos supercomputadores mais poderosos do mundo. Mas, o cérebro humano é, de longe, o mais poderoso computador eficiente já criado.

Tão louco que pareça a ideia, isso é exatamente o que o neurocientista Osh Agabi está construindo. Koniku, a startup de Agabi, desenvolveu um chip protótipo de silício com 64 neurônios.

Sua primeira aplicação? Um drone que pode sentir o cheiro de explosivos.

Um drone com sentido olfativo de uma abelha

Uma abelha pode navegar incrivelmente bem devido à sua poderosa capacidade de detectar e interpretar cheiros. Agabi ficou fascinado com isso e se perguntou, “E se pudéssemos extrair apenas a parte responsável por isso na abelha e colocá-la em um drone? De repente, temos um drone que tem um sentido de cheiro, que é igual à de abelha.”

Tal robô seria capaz de cheirar bombas a vários quilômetros de distância, diz Agabi. Também poderia ser usado para topografia de fazendas, refinarias, fábricas, qualquer lugar onde a saúde e a segurança pudessem ser medidas por um senso de olfato mais preciso. Não há dispositivos de silício capazes de nos dar o nível de sensibilidade que encontramos na biologia.

Como o chip Koniku realmente funciona? Vamos aprender mais profundamente.

Pequenos passos para a computação biológica

Para criar seu primeiro protótipo de chip de células do cérebro, Agabi e sua equipe tiveram que resolver três grandes problemas. Eles tiveram que aprender a:

• Estruturar neurônios da mesma forma que são estruturados em nossos cérebros
• Ler e gravar informações em neurônios individuais
• Criar um ambiente para manter os neurônios estáveis

Usando uma tecnologia de indução pluripotente de uma célula tronco, método no qual células adultas (tiradas da pele, por exemplo) são geneticamente reprogramadas para uma célula tronco, qualquer célula pode ser transformada em um neurônio. Mas o que fazer quando se tem um neurônio ativo? Como componentes eletrônicos, células vivas necessitam de um ambiente específico para serem capazes de operar.

Com a criação de uma espécie de concha para cada neurônio, a equipe Koniku é capaz de controlar os níveis de temperatura e pH e também pode enviar nutrientes para os neurônios para mantê-los vivos. Eles também são capazes de controlar a forma como os neurônios se comunicam uns com os outros nestas conchas.

Nanorobôs irão plugar nosso cérebro na internet em 2030,e muito mais…

Um eletrodo sob as conchas permite que a informação seja lida e escrita nos neurônios. Agabi descreve o processo assim, “Nós revestimos os eletrodos com DNA e proteínas enriquecido que estimula os neurônios formarem uma junção artificial forte com os eletrodos. Dessa forma, podemos ler as informações dos neurônios. Nós podemos escrever a informação nos neurônios utilizando os mesmos eletrodos ou utilizando outros meios, por exemplo luz ou química.”

A Intel da “louça molhada”

Agabi acredita que o poder de um chip de células do cérebro é o futuro da computação. “Não há limites práticos para o quão grande nós podemos fazer nossos dispositivos ou quanto podemos modificar nossos neurônios. Eu acredito que do jeito que a computação evolui, a biológica é a fronteira final”. Ele não é nada tímido sobre suas ambições, “Queremos ser a Intel da ‘louça molhada’…”

Qual é o futuro?

Com 64 neurônios, um drone pode ter um poderoso sentido olfativo. Qual é o próximo passo? Por aproximações, Agabi, um chip da Koniku com:

• 500 neurônios poderia alimentar um carro sem motorista;
• 10.000 neurônios permite o processamento de imagem em tempo real, ao nível do olho humano;
• 100.000 neurônios permite robótica com múltiplas entradas sensoriais;
• 1 milhão de neurônios nos dará um computador que pode pensar por si mesmo.

Agora, pense sobre isso: há 100.000 neurônios em um pedaço de cérebro do tamanho de um grão de areia.

Não é difícil ver o potencial do chip de células do cérebro, mas existe a certeza de grandes desafios ao longo do caminho. Houve muito trabalho na tentativa de construir uma máquina inspirada no cérebro, mas isso é muito diferente do que realmente usar matéria biológica como neurônios vivos para a computação em escala.

Tão magnífico como nossos avanços na tecnologia são, a biologia é uma tecnologia muito mais avançada do que qualquer coisa já criada pelo homem. É só no esforço para replicar os processos biológicos que entendemos o quanto temos a aprender com bilhões de anos de evolução da natureza.

Fonte: SingularityHub