A febbraio la startup australiana Cortical Labs ha annunciato che un computer organico – fatto di duecentomila cellule cerebrali umane impiantate su un chip di silicio – è stato addestrato da un programmatore a giocare a Doom, un classico videogioco sparatutto. In precedenza l’azienda aveva insegnato a delle cellule cerebrali a giocare a un videogioco molto più semplice, Pong.

Le sue ambizioni vanno però molto al di là del mondo dei videogame. La startup spera che i neuroni, inseriti in computer organici molto potenti da installare all’interno dei data center, possano un giorno affiancare i chip di silicio pieni di transistor su cui da cinquant’anni si basa l’informatica.

Al centro dell’attività della Cortical Labs c’è un sistema composto da migliaia di piccoli elettrodi su cui ci sono i neuroni generati a partire da cellule staminali prelevate da donatori umani. Il meccanismo permette a un computer convenzionale di rilevare l’attività elettrica generata dai neuroni e di stimolarli a sua volta con la propria.

I neuroni sono mantenuti in vita anche per sei mesi da tubi e pompe che forniscono ossigeno e nutrienti e rimuovono i prodotti di scarto come il biossido di carbonio. Il tutto è racchiuso in una scatola progettata per essere messa all’interno dei data center commerciali.

Nell’informatica i neuroni offrono diversi vantaggi rispetto all’elettronica, spiega Hon Weng Chong, capo della Cortical Labs. Innanzitutto l’efficienza. I modelli moderni di intelligenza artificiale, infatti, consumano milioni di watt. La richiesta di energia è diventata una delle barriere principali alla crescita del settore. I neuroni, invece, consumano pochissimo: un cervello umano, composto da quasi novanta miliardi di neuroni, ha bisogno di appena venti watt.

Un altro vantaggio è la complessità. I transistor che compongono i computer tradizionali sono piccoli interruttori che prevedono solo le opzioni “acceso” e “spento”. I neuroni sono più sofisticati. Il loro comportamento dipende da tutta una serie di variabili, tra cui la tensione sulla membrana cellulare e il tempo trascorso dall’ultimo segnale ricevuto da un altro neurone.

Le attuali architetture informatiche inoltre conservano i dati lontano dal luogo in cui sono elaborati. Secondo la Micron, un’azienda produttrice di chip di memoria, fino a metà dell’energia di cui ha bisogno un processore tradizionale per l’intelligenza artificiale è usata per spostare i dati. E questi spostamenti avanti e indietro per di più creano degli “ingorghi”. I cervelli umani invece gestiscono la conservazione dei dati e la loro elaborazione nello stesso luogo, minimizzando i problemi logistici.

È più difficile fare un tè

Brett Kagan, neuroscienziato e dirigente della Cortical Labs, è convinto che questi aspetti rendano i neuroni più adatti dei transistor per svolgere alcuni tipi di operazioni, soprattutto quelle che comprendono l’interpretazione dei disordinati segnali analogici del mondo reale.

Kagan cita l’esempio del paradosso di Moravec, una classica osservazione controintuitiva nel campo della ricerca sulle intelligenze artificiali, secondo cui il ragionamento astratto (giocare a scacchi ad alti livelli o moltiplicare grandi numeri) richiede calcoli più semplici delle abilità motorie apparentemente banali che servono a muoversi nel mondo fisico. Per esempio, dice Kagan, lui non saprebbe fare le operazioni matematiche di un computer, ma le intelligenze artificiali non sanno fare una cosa semplice come preparare una tazza di tè.

Fin qui, il progetto. Realizzarlo non sarà facile. L’azienda sta ancora cercando di trovare il modo migliore di trasmettere i segnali tra i computer e le cellule viventi, mentre il settore procede spedito in senso opposto: le grandi aziende dell’intelligenza artificiale stanno scommettendo centinaia di miliardi di dollari su un futuro legato all’elettronica standard.

Nel tentativo di prendere slancio e valutare cosa sarebbe possibile fare, la Cortical Labs ha deciso di aprire la sua tecnologia a chiunque la voglia provare. L’esperimento di Doom nasce da una maratona di programmazione per gli studenti dell’università di Stanford, spiega Chong. Sean Cole, il programmatore il cui lavoro è stato mostrato nel video dell’evento, ha messo a punto il suo programma “nel giro di una settimana”.

La Cortical Labs ha inoltre collegato alcuni dei suoi computer a internet, permettendo a chiunque di sperimentare. Circa 5.500 persone lo hanno già fatto, spiega Chong. Il 10 marzo la startup ha annunciato un accordo con DayOne, un’azienda di Singapore che sviluppa data center. In base all’accordo, la Cortical Labs installerà venti computer organici nell’università di Singapore.

E potrà contare su alleati importanti. Il 3 marzo l’agenzia per i progetti di ricerca avanzata della difesa (Darpa) del governo statunitense ha annunciato un finanziamento per il settore dei computer organici. L’agenzia spera di produrre “unità di elaborazione organiche” che usino una frazione dell’energia necessaria ai chip di silicio tradizionali e che un giorno potrebbero essere utili per compiti come pilotare i droni, oltre che per molte altre sfide del caotico mondo materiale.

(Traduzione di Andrea Sparacino)

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