این استارتاپ هوش مصنوعی می‌خواهد با ساخت کامپیوترهای مبتنی بر سلول مغز، به انویدیای بعدی تبدیل شود

«هان ونگ چانگ» (Hon Weng Chong)، مدیرعامل کورتیکال لبز (Cortical Labs) و تیمش، سلول‌های مغز انسان را روی یک تراشه برای انجام بازی کلاسیک پونگ (Pong) آموزش داده است. او اکنون تلاش می‌کند با بهره‌مندی از فناوری شرکت استرالیایی خود کامپیوترهای زیستی جدیدی بسازند که امیدوار است نه‌تنها بتوانند هوش مصنوعی را پشت‌سر بگذارند، بلکه به رشد بسیار سریع شرکت‌های دیگر نیز کمک کنند.

ونگ چانگ سال گذشته در کریسمس وقتی از آمازون با او تماس گرفتند و گفتند مدیر ارشد فناوری این شرکت می‌خواهد از دفتر کورتیکال لبز در ملبورن بازدید کند، سورپرایز شد. «ورنر وگلز»، مدیر ارشد فناوری بزرگ‌ترین شرکت ارائه‌دهنده سرویس ابری در جهان، تحت تأثیر فناوری علمی-تخیلی استارتاپ چهارساله ونگ چانگ قرار گرفت، فناوری این شرکت درحقیقت یک تراشه زنده مبتنی بر سلول‌های مغزی انسان به نام برین دیش (BrainDish) است که برای انجام بازی آتاری آموزش دیده و ظاهراً تنها به‌اندازه یک ماشین‌حساب جیبی انرژی مصرف می‌کند.

ونگ چانگ، مؤسس و مدیرعامل، خاطرنشان کرد که ورنر هنگام بازدید شرکت گفته بزرگ‌ترین بخش هزینه هر مرکز داده یا مرکز ارائه‌دهنده سرویس ابری، هزینه انرژی موردنیاز برای راه‌اندازی تجهیزات و خنک‌سازی سیستم‌هاست. او مدعی است با همکارانش سیستمی طراحی کرده‌اند که به‌ندرت انرژی مصرف می‌کند و حرارت خروجی بسیار کمی دارد. اقتصاد این شرکت می‌تواند کاملاً متحول گردد؛ مخصوصاً اگر برای شروع، از این سیستم برای آموزش انجام وظایف با هوش مصنوعی استفاده شود.

آموزش سلول‌های مغزی پرورش‌یافته در محیط آزمایشگاه روی یک تراشه برای انجام یک بازی ویدیویی شبیه تنیس، تازه آغاز کار است. ونگ چانگ با ترکیب توانایی یادگیری فوق‌العاده مغز انسان و قدرت پردازشی تراشه‌های سیلیکونی، درحال ساخت کامپیوترهای زیستی شگفت‌انگیزی است که به ادعای او به‌صورت بالقوه می‌توانند هوشمندتر و کارآمدتر از هوش مصنوعی امروزی عمل کنند.

این دکتر ۳۵ ساله کارآفرین درحال تجاری‌سازی فناوری خود است و امید دارد این فناوری روزی برای کاربردهای گوناگون قابل استفاده شود؛ از آزمایش داروهای جدید طراحی‌شده برای بیماری‌های مغزی گرفته تا کاهش هزینه انرژی مصرفی برای آموزش هوش مصنوعی.

ونگ چانگ در مصاحبه‌ای ویدیوی در دفترش در ملبورن گفته هدف نهایی‌اش تبدیل شرکتش به شرکتی شبیه به انویدیاست تا زمینه ایجاد خلاقیت برای سایر شرکت‌ها به‌منظور ساخت محصولات جدید بر پایه فناوری کورتیکال لبز فراهم شود. دوست داریم ۵ یا ۱۰ شرکت یا استارتاپ موفق ایجاد کنیم که کسب‌وکار خود را داشته باشند اما محصولاتشان را بر پایه فناوری ما ایجاد کنند.

کورتیکال لبز در ماه آوریل در یک دوره جذب سرمایه، ۱۰ میلیون دلار از هوریزون ونچرز (Horizons Ventures)، شرکت سرمایه‌گذاری خطرپذیر متعلق به «لی کا شینگ»، ثروتمندترین فرد هنگ کنگ، دریافت کرد (این شرکت اکنون یکی از حامیان اصلی کورتیکال لبز محسوب می‌شود). پس از این سرمایه‌گذاری بلکبرد ونچررز (Blackbird Ventures)، یکی از بزرگ‌ترین شرکت‌های سرمایه‌گذاری خطرپذیر استرالیایی و همچنین این کیو تل (in-q-tel)، بازوی سرمایه‌گذاری سازمان اطلاعات مرکزی آمریکا و چند شرکت دیگر نیز برای کورتیکال لبز سرمایه‌گذاری کرده‌اند.

تلاش کورتیکال لبز برای تجاری‌سازی کامپیوترهای زیستی خود

کورتیکال لبز که اکنون سرمایه تازه‌ای کسب کرده است، قصد دارد از پایان سال میلادی جاری با آغاز فروش کامپیوترهای زیستی خود به درآمدزایی برسد. طبق گفته ونگ چانگ، این شرکت در بیت‌بیو (Bitbio)، شرکت زیست‌شناسی متعلق به دانشگاه کمبریج که سلول‌های انسانی برای پژوهش ارائه می‌کند، برای آزمایش محصولات ثبت‌نام کرده است. همچنین او گفته شرکت تا پایان ۲۰۲۴ ارائه سرویس‌های ابری را آغاز و خوشه‌ای متشکل از ۱۲۰ کامپیوتر زیستی برای شرکت‌ها به‌منظور برنامه‌ریزی سلول‌های مغزی برای انجام وظایف مختلف ایجاد خواهد کرد.

ونگ چانگ خبر آغاز مذاکرات شرکت با چندین ارائه‌دهنده سرویس ابری آمریکایی جهت توسعه سرویس‌هایش را نیز اعلام کرده است.

چالش‌های پیش روی ونگ چانگ و کورتیکال لبز

مطمئناً ونگ چانگ چالش بزرگی پیش روی خود دارد. بیش از دو دهه است که دانشمندان برای ترکیب‌کردن سلول‌های زنده با تراشه‌های سیلیکونی تلاش می‌کنند و امیدوارند بتوانند یک سیستم AI با عملکردی شبیه به عملکرد مغز انسان ایجاد کنند که برای کاربردهای پیشرفته پزشکی و سایر حوزه‌ها قابل استفاده باشد.

در سال ۲۰۰۴ یک مهندس زیستی از دانشگاه فلوریا گفت یک‌سری سلول مغز موش سازمان‌دهی‌شده روی شبکه‌ای از الکترودها را برای کنترل سیستم شبیه‌سازی‌شده پرواز جت F22 آموزش داده است؛ اما هنوز هیچ‌کس موفق نشده کامپیوتر زیستی قابل استفاده‌ای بسازد که حتی توانایی رقابت با کامپیوترهای متداول را نیز داشته باشد.

کورتیکال لبز اکنون در مقایسه با سایرین، در تلاش برای تجاری‌سازی کامپیوترهای زیستی، یک گام جلوتر است. شرکت‌های بسیار اندکی در این زمینه تلاش کرده‌اند که یکی از آن‌ها کونیکو (Koniku)، شرکتی در کالیفرنیا است که سلول‌های زنده را با تراشه‌های کامپیوتری با هدف ایجاد سنسورهایی با قابلیت تقلید توانایی سگ‌های اسلیپر برای تشخیص انفجارها و مواد مخدر ترکیب می‌کند. کونیکو با ایرباس، شرکت هواپیماسازی اروپایی، مشارکت دارد و تجهیزات خود را به‌منظور تأمین امنیت هوایی در اختیار این شرکت قرار داده است.

«مادلین لنکستر» (Madeline Lancaster)، پژوهشگر لابراتوار زیست‌شناسی مولکولی (Laboratory of Molecular Biology) در دانشگاه کمبریج که درزمینه ایجاد مینی‌مغز انسان پرورش‌یافته در آزمایشگاه پیشتاز است، گفته واضح است که انجام خودکار بازی کلاسیک پونگ که چند سال گذشته یک ماشین‌حساب دبیرستانی نیز می‌توانست آن را انجام دهد، هیچ‌کس را تحت تأثیر قرار نمی‌دهد. او در مورد این موضوع این‌چنین گفته است:

«به‌نظر می‌رسد اعصاب (انتقال‌دهندگان اطلاعات در مغز انسان) در داخل تراشه گیر کنند و قدرت محاسباتی آن‌ها حتی در مدت ۲۰ سال هم افزایش قابل‌توجهی نداشته باشد. مشخص نیست کورتیکال لبز برای پشت‌سرگذاشتن چنین مانعی چه برنامه‌ای دارد و چگونه می‌خواهد رشد نمایی (رشد کمیت متناسب با نیاز قدرت) قدرت محاسباتی کامپیوترهای زیستی خود را که برای کامپیوترهای متداول موردنیاز است، با شیوه‌ای یکسان امکان‌پذیر کند؛ بنابراین هنوز به‌سختی می‌توانیم روشی ممکن برای رفع این مشکلات را قابل اجرا ببینم.»

تلاش‌های کورتیکال لبز جدا از مشکلات و چالش‌های فنی، با سؤالات اخلاقی نیز مواجه شده است؛ سؤالاتی مثل اینکه آیا سلول‌های مغزی پرورش‌یافته در آزمایشگاه هوشیار هستند یا نه و یا اینکه آیا آن‌ها می‌توانند درد و لذت را احساس کنند یا نه و غیره و غیره. همچنین این شرکت گفته است سلول‌های مغزی آزمایشگاهی‌اش «حساس» هستند که به‌معنای واکنش‌گرا‌بودن آن‌ها در برابر تأثیرات حسی است.

ونگ چانگ می‌گوید کورتیکال لبز همکاری نزدیکی با زیست‌شناسان اخلاقی دارد و در آینده مشارکت در گفت‌وگو با جامعه در مورد نگرانی‌های مرتبط با مسائل اخلاقی را ادامه خواهد داد؛ اما در رابطه با موضوع چالش‌های فنی باید بگوییم که ونگ چانگ کاملاً آن‌ها را پذیرفته و به‌صراحت گفته است هر فردی بخواهد وارد این حوزه شود، مانع فنی بسیار بزرگی مقابل خود دارد و این حیطه پر از ابهامات مختلف است.

او در مورد این موضوع این‌چنین گفته:

«کار برای کورتیکال لبز بسیار سخت است؛ زیرا نه‌تنها باید انویدیا باشیم تا بتوانیم سخت‌افزار تولید کنیم، بلکه برای نوشتن نرم‌افزاری‌ باید OpenAI نیز باشیم. از آن مهم‌تر، باید ثابت کنیم که این کامپیوترهای زیستی هنوز هم جای رشد دارند و می‌توانیم به استفاده از آن تنها برای انجام پونگ اکتفا نکنیم و کارهای بیشتری با آن انجام دهیم.»

کامپیوتر زیستی کورتیکال لبز از دیدگاه ونگ چانگ

ونگ چانگ به‌شوخی کامپیوتر زیستی کورتیکال لبز را بدنی در یک جعبه می‌نامند. سلول‌های مغز انسانی ساخته‌شده توسط این شرکت، با مهندسی‌کردن سلول‌های بنیادین گرفته‌شده از پوست یا خون انسان، خلق شده‌اند. آن‌ها پس از پشت‌سرگذاشتن فرایند مذکور، در یک تراشه ادغام می‌شوند و در دستگاهی شبیه به جعبه کفش قرار می‌گیرند. در این دستگاه سیستمی برای تأمین انرژی موردنیاز سلول‌ها با مواد غذایی و هوا و نیز خروج ضایعات از آن‌ها نیز قرار دارد. این سلول‌های مغزی موجود در کامپیوترهای زیستی اساساً مانند واحد پردازش مرکزی (CPU) کامپیوترهای متداول عمل می‌کنند.

کورتیکال لبز برای آموزش سلول‌های مغزی، تراشه دربردارنده آن‌ها را به کامپیوتر درحال اجرای بازی ویدیویی متصل می‌کند. کامپیوتر مذکور با ارسال سیگنال‌های الکتریکی مکان بالا و پایین رفتن توپ و فاصله آن با راکت را مشخص می‌کند. در مرحله بعدی، خود سلول‌ها تصمیم می‌گیرند چگونه حرکت کنند و همچنین یاد می‌گیرند که با بازخوردگرفتن از سیگنال‌ها، عملکرد خود را تقویت کنند.

ونگ چانگ می‌گوید کامپیوتر زیستی کورتیکال لبز می‌تواند به آزمایش تأثیر و عوارض جانبی داروهای ایجادشده برای مقابله با اختلالات عصبی مثل زوال عقل و صرع نیز کمک کند. این آزمایش می‌تواند در حین استفاده از سلول‌های مغزی در برنامه‌هایی مثل پونگ، انجام شود. ونگ چانگ امیدوار است بتواند با شرکت‌های داروسازی مثل بیوژن (Biogen) و الای لی‌لی (eli lilly) برای استفاده از سلول‌های انسانی به‌جای حیوانات در آزمایش‌ها نیز همکاری کند.

«جاناتان تام»، یکی از سرمایه‌گذاران هوریزون ونچر که در سرمایه‌گذاری‌های مرتبط با هوش مصنوعی پیشتاز است، در مورد این موضوع این‌چنین گفته:

«کامپیوتر زیستی کورتیکال لبز در کوتاه‌مدت راهکارهای متقاعدکننده‌ را به راهکارهای آزمایشی تبدیل می‌کنند که با بهره‌مندی از آن‌ها می‌توان به نگرش‌های بهتری در مورد تأثیر داروها روی اعصاب دست یافت. این اعصاب ساختگی در بلندمدت هم نگرش بی‌سابقه‌ای در مورد نحوه عملکرد مغز ارائه می‌دهند که قفل مسیرهای منتهی به درمان اختلالاتی را که قبلاً لاعلاج بوده‌اند، باز می‌کند.»

کامپیوتر زیستی کورتیکال لبز و آموزش هوش مصنوعی

ونگ چانگ می‌گوید این کامپیوتر زیستی کورتیکال لبز می‌توانند مشکل اساسی دیگری را نیز حل کند و آن کاهش قابل‌توجه برق مصرفی در فرایند آموزش هوش مصنوعی و درنهایت کاهش هزینه انرژی مورد استفاده در این فرایند است.

در فرایند آموزش هوش مصنوعی کوهی از داده‌ها باید خوانده شوند و به همین دلیل باید از فناوری محاسبه رایانشی استفاده کرد که برق بسیار زیادی مصرف می‌کند. همچنین تداوم آموزش AI نیازمند خنک نگه داشته‌شدن سیستم‌های درحال استفاده است که خود مصرف برق بالایی را به‌دنبال دارد.

مثلاً طبق اطلاعات ارائه‌شده در یک مقاله پژوهشی در سال ۲۰۲۱، برای آموزش GPT-3، مدل هوش مصنوعی پشت‌پرده چت بات محبوب OpenAI، یعنی ChatGPT، از ۱۲۸۷ گیگابایت ساعت برق استفاده شده که معادل برق مصرفی حدود ۱۲۰ خانه در آمریکا در سال ۲۰۲۱ است. در مقابل مغز انسان را می‌توان با میزانی در حدود ۲۰ وات برق راه‌اندازی کرد که برق مصرفی تنها یک لامپ LED است.

ونگ چانگ مدعی است با بهره‌مندی از فناوری مبتکرانه کورتیکال لبز می‌توان مصرف برق پلتفرم‌های رایانش ابری مورد استفاده برای آموزش AI را که دارای مرتبه بزرگی به توان ۱۰ است، به ۶ تا ۸ وات کاهش داد. واقعاً امیدواریم با بهره‌مندی از این فناوری، مصرف برق بالا دیگر محدودیت و چالشی برای آموزش هوش مصنوعی نباشد. همچنین به ادعای او، پایداری این فناوری در مقایسه با فناوری رایانش ابری نیز بیشتر است؛ زیرا نیروی سلول‌های مغزی با الکتریسیته تأمین نمی‌شود و کورتیکال لبز برای انجام این کار به‌جای برق، از قند ساده یا همان گلوکز به‌عنوان یک ماده غذایی استفاده می‌کند.

سایر فعالیت‌های ونگ چانگ در حوزه فناوری پزشکی

تلاش برای تجاری‌سازی کامپیوترهای زیستی نخستین هدف بلندپروازانه ونگ چانگ نیست؛ او زمانی که دانشجوی دانشکده پزشکی ملبورن بود، وقتی دید تشخیص بیماری‌ها در مناطق کم‌برخوردار درمانی اهمیت دارد، یک گوشی پزشکی ارزان‌قیمت با قابلیت اتصال به گوشی را طراحی و ایجاد کرد.

وی پس از فارغ‌التحصیلی و گذراندن دوره کوتاهی به‌عنوان پزشک، این ایده را در سال ۲۰۱۴ دوباره احیا و استارتاپ کلینی کلود (CliniCloud) را برای تجاری‌سازی یک گوشی پزشکی دیجیتالی با قابلیت خواندن نسخه‌ها و برقراری ارتباط آنلاین بین بیمار و پزشک تأسیس کرد. این استارتاپ فناوری-پزشکی (medtech) موفق به جذب سرمایه از شرکت‌های بسیار مهم مثل غول فناوری چینی تنسنت و همچنین شرکت سرمایه‌گذاری پینگ آن، بازوی سرمایه‌گذاری گروه مالی چین شده است.

البته عدم آگاهی در مورد سلامتی در دوران قبل از شیوع کرونا و وجود تردیدها در مورد لزوم یا عدم لزوم ایجاد تغییرات اساسی در سیستم بهداشت و درمان آمریکا در دوران ریاست‌جمهوری ترامپ باعث شد فعالیت کلینی کلود در سال ۲۰۱۸ متوقف شود.

ونگ چانگ مدعی است این استارتاپ جلوتر از زمان خود بوده و اگر تنها چند سال مقاومت کرده بود، به‌خاطر پاندمی کرونا می‌توانست بسیار رشد کند. وی گفته است افراد زیادی با او تماس گرفته‌اند و از خواسته‌اند تولید دماسنج و گوشی پزشکی را آغاز کند و حتی چک سفید امضا برایش کشیده‌اند.

پس از پاندمی کرونا، ونگ چانگ فعالیت خود را تحت تأثیر یک مقاله ارائه‌شده توسط دیپ‌مایند گوگل، متعلق به شرکت آلفابت، ادامه داد و کورتیکال لبز را در سال ۲۰۱۹ با مشارکت اندی کیچن، سرپرست قبلی بخش پژوهش‌های این شرکت، تأسیس کرد. چشم‌انداز آینده‌نگرانه این شرکت برای ساختن یک سیستم هوش مصنوعی با استفاده از سلول‌های مغزی انسان موفق به جذب سرمایه اولیه ۶۷۳ هزار دلاری از بلک‌برد ونچرز شد و پس از آن سرمایه‌ای ۸۹۵ هزار دلاری از جنیوئری کپیتال، شرکت سرمایه‌گذاری سنگاپوری نیز جذب کرد.

چشم‌انداز آینده کورتیکال لبز

اکنون ونگ چانگ هم مانند سایر افراد و شرکت‌هایی که برای ارائه محصولات AI با یکدیگر رقابت می‌کنند، در تلاش است کامپیوترهای زیستی کورتیکال لبز را به محصولات تجاری تبدیل کند. وی مدعی است شرکت‌های مختلف در مورد سایر توانایی‌های سلول‌های مغزی از او سؤال می‌کنند. یکی از این شرکت‌ها در سؤالی شگفت‌انگیز در مورد این موضوع پرسیده است که آیا این سلول‌ها توانایی یادگیری نحوه معامله بیت کوین را دارند یا خیر؛ ونگ چانگ هم در پاسخ با خنده گفته است که ایجاد چنین قابلیتی برای سلول‌های مغزی، ایده‌ هیجان‌انگیزی به‌نظر می‌رسد و آن را رد نکرده است. او در پاسخ به طرح چنین اید‌ه‌ای، پیشنهاد داده یک کد نرم‌افزاری ایجاد شود تا سؤال‌کننده بتواند قیمت‌های بیت کوین و تجربه‌های مرتبط با آن را در سلول‌های مغزی وارد کند! او در مورد این موضوع این‌چنین گفته است:

«اگر چنین ایده‌ای جواب دهد، واقعاً عالی است و با این روش می‌توانید پول زیادی به‌دست آورید، ما نباید ایده‌های مختلف را رد کنیم. برخی از ایده‌ها در ابتدا مسخره به‌نظر می‌رسند، اما هرگز نمی‌دانید آینده آن‌ها چگونه خواهد بود.»