Hiç Konuşulmayan Ama Konuşulması Gereken Enerji Sorunu

Beni gece uyandıran bir şey var: elimizdeki akıllı telefon 1980'lerin bilgisayarlarından çok daha güçlü olmasına rağmen beynimizden bir milyon kat daha az verimli. Yapay zeka gerçekten elektrik tüketiminin en büyük suçlusu. Bu saatlerde bunu okurken beynin tükettiği enerjiye kıyasla, yapay zeka sistemleri korkunç miktarda güç harcar.

ChatGPT'yi her kullandığında, Netflix'in önerisi yüklendiğinde ya da telefonun yüzünü tanıdığında elektriği sanki hiç bitimiymiş gibi tüketiyor. Yapay zeka geliştikçe daha fazla enerji istiyor. Sonunda bir soru akla geliyor: bunun daha iyi bir yolu yok mu?

Aslında var. Ve oldukça ilginç.

Biyolojik İşlemci Devrimi Başlıyor

Princeton Üniversitesi'nden araştırmacılar çıldırtıcı bir fikir getirdi: ya beynin elektronik taklitini yapmak yerine, gerçek beyin hücrelerini kullansak?

Bilim kurgu gibi geliyor, ama dinle beni. Bu gerçekten akıllıca bir yaklaşım.

Önceki denemelerin sorunu, canlı nöronların çok kıskanç olmasıydı. Bilim insanları düz, iki boyutlu kültürlerde (microscobik bir levha gibi) büyütmeye çalıştığında nöronlar kafası karışıyor. Normal etkileşim kurmuyor, genleri garip davranıyor, süre sonra ölüyordu. Sanki balık bir petri şişesinde yetiştirmeye çalışıyorsunuz—teoride mümkün ama balık mutsuz.

Organoidler (yapay beyin dokusundan oluşan minicik blob'lar) daha iyiydi ama yine sorunlar vardı. Tutarsız davranıyordu, oksijen bitiyordu, bazı parçaları ölüyordu. Geleceğin bilgisayarının temelini oluştururken bu hiç ideal değil.

Origami Çözümü (Evet, Gerçekten)

Princeton ekibi burada yaratıcı oldu. Dediler ki, ya nöronlara elektronik sensörleri yerleştirilmiş gerçek bir 3D ev versek?

Yaptıkları şey şu:

Polimer ağdan yapılmış esnek bir 3D iskelet oluşturdular. Bunu origami kağıdı gibi katlayarak yaptılar. İki boyutlu haliyle başladılar, elektronik sensörleri tam doğru yerlere yerleştirdiler, sonra üç boyutlu bir yapıya katladılar. Nöronlara, içinde akıllı ev teknolojisi olmuş bir apartman daire vermek gibi bir şey.

Bunun adını 3D-MIND (3D Micro-Instrumented Neural network Device) koydular. Açıkçası minik bir beyine verilen güzel bir isim.

Biyolojik Sinir Ağı İnşaatı

İskelet hazır olunca, araştırmacılar onu protein dolu koruyucu bir jel ile kapladılar. Asıl olay geldiğinde, sıçan hipokampusundan (öğrenme ve hafızadan sorumlu beyni bölgesi) nöronlar alıp bu iskeletde büyümelerine izin verdiler.

Ve buradaki güzel taraf şu: nöronlar kendisi halletti.

Kimse onlara ne yapacaklarını söylemedi. Nöronlar doğal olarak 3D uzayda kendilerini düzenlediler ve bağlantı kurmaya başladılar. İskelette gömülü elektronik sensörler her şeyi kaydetti. Nöronları nereye konum aldığını, nasıl geliştiğini, birbiriyle iletişim kurmak için gönderdikleri elektrik sinyallerini. İşi oldu. Nöronlar istikrarlı, çalışan ve uzun süre takip edilebilir haldeydi.

Niye Bu Önemli

Tamam, nöronları şık bir iskeletde büyütebiliyoruz. Güzel. Ama sana niye ilgilendirmeli?

Çünkü bu bilgisayarın gidişatını kökten değiştirebilir. Canlı sinir ağları inanılmaz derecede verimli. Beyin 20 vat güçle çalışıyor. Yani normal bir ampulden daha az elektrik. Şimdiki yapay zeka sistemleri milyonlarca vat gerektiriyor. Bu sadece savurganlık değil, sürdürülemez.

Biyolojik sinir ağları büyütülüp elektronikle entegre edilirse, şu özelliklere sahip bilgisayar sistemleri ortaya çıkabilir:

• Dünyayı değiştirebilecek kadar enerji verimli (enerji tasarrufu gerçekten muazzam olabilir)
• Geleneksel yapay zeka ağlarından çok daha esnek
• İnsan düşünüşüne daha yakın çünkü kelimenin tam anlamıyla beyin hücreleri kullanıyor

Buna ek olarak, bu araştırma beynin asıl nasıl çalıştığını anlamamıza yardımcı oluyor. Her deney, insan sinir bilimi ve öğrenme mekanizmaları hakkında bize bir şey öğretiyor.

Gerçek Durum

Araştırmacılar zorluklar konusunda dürüst. Teknoloji hala çok erken aşamada. Birkaç bin nörondan pratik kullanıma uygun bir sisteme çıkarmak zor olacak. Şu ana kadar yalnızca sıçan nöronlarıyla çalıştılar. İnsan nöronları daha karmaşık ve etik sorunlar getiriyor.

Ama tüm atılımlar böyle başlar. Küçük ölçekle ispat edersin, konsept çalışıyor diye gösterirsin, sonra ilerlersin.

Sonuç

Bilgisayarlarımız kendi enerji taleplerinin altında ezilen bir dönemde yaşıyoruz ve gezegen bunu hissediyor. Cevabın da eğer canlı hücrelerden harfi harfine bilgisayar yetiştirmek olabilir mi? Bu tür düşüncülüğe ihtiyacımız var.

Garip. Hırslı. Ve çok yakında gerçek olabilir.