اولین دیتاسنتر بیولوژیکی جهان با استفاده از سلول‌های زنده مغز انسان شروع به‌کار کرد

پژوهشگران در سنگاپور از نخستین نمونه اولیه مرکز داده بیولوژیکی در جهان رونمایی کردند که به‌جای تکیه کامل بر تراشه‌های سیلیکونی سنتی، از نورون‌های زنده مغز انسان برای پردازش اطلاعات بهره می‌برد. این پروژه نوآورانه توسط دانشکده پزشکی Yong Loo Lin در دانشگاه ملی سنگاپور و با همکاری شرکت توسعه‌دهنده مراکز داده DayOne و استارتاپ حوزه محاسبات بیولوژیکی Cortical Labs توسعه یافته است.

مرکز داده بیولوژیکی که در مؤسسه علوم زیستی دانشگاه ملی سنگاپور مستقر شده، از ۲۰ واحد محاسباتی زیستی CL1 تشکیل شده است. دستگاه CL1 نخستین رایانه بیولوژیکی تجاری با قابلیت اجرای کد در دنیا محسوب می‌شود که با ۸۰۰ هزار سلول مغزی رشدیافته انسان در آزمایشگاه کار می‌کند و درمجموع، این مرکز داده میزبان ۱۶ میلیون نورون زنده است.

دکتر «ریکی پاتانی»، استاد علوم اعصاب در دانشکده پزشکی دانشگاه ملی سنگاپور، اعلام کرده این سیستم نخستین رک سرور زیستی یکپارچه در جهان است که به‌صورت کاملاً مستقل فعالیت می‌کند. به گفته او، این همکاری نمایانگر تحولی بنیادین در نگرش بشر نسبت به محاسبات و پتانسیل‌های علمی گسترده آن است.

سازوکار پردازش داده با سلول‌های زنده مغز در دیتاسنتر بیولوژیکی

مراکز داده سنتی بر پایه پردازنده‌های سیلیکونی و واحدهای پردازش مرکزی (CPU) فعالیت می‌کنند و برای مدیریت بار کاری پردازش ابری، میزبانی وب و پایگاه‌های داده، سیستم‌های خنک‌کننده هوای استاندارد را به کار می‌گیرند. در مقابل، محاسبات بیولوژیکی از بافت زیستی پردازشی بهره می‌برد که شامل نورون‌های زنده پرورش‌یافته از سلول‌های بنیادی است. این نورون‌ها از طریق آرایه‌های میکروالکترودی به سخت‌افزار‌های محاسباتی متصل می‌شوند تا سیگنال‌های الکتریکی میان سلول‌های زیستی و سیستم‌های دیجیتال ردوبدل شوند.

این رویکرد افق‌های پژوهشی دوگانه‌ای را پیش روی دانشمندان قرار می‌دهد. پاتانی در این زمینه اشاره می‌کند که پرورش نورون‌های زنده انسان از سلول‌های بنیادی و پیوند زدن آنها با مهندسی دقیق، نه‌تنها جایگزینی کارآمدتر و کم‌مصرف‌تر برای سیلیکون ایجاد می‌کند، بلکه بستری فراهم می‌سازد تا فرایند یادگیری و انطباق‌پذیری را در خاستگاه زیستی آن درک کنیم. در مراسم رونمایی این سیستم، بیش از ۸۰ مهمان نحوه اتصال آرایه‌های میکروالکترودی و فعالیت بلادرنگ شبکه عصبی را در واحدهای CL1 و Cortical Cloud از نزدیک مشاهده کردند.

دانشکده پزشکی دانشگاه ملی سنگاپور وظیفه نگهداری و پرورش این سلول‌های زنده را زیر نظر دکتر پاتانی برعهده خواهد داشت. پژوهشگران باور دارند که محاسبات زیستی می‌توانند تنها با کسری از توان مصرفی رایانه‌های دیجیتال رایج فعالیت کنند. این موضوع با توجه به آمارهای آژانس بین‌المللی انرژی (IEA) مبنی بر افزایش ۱۷ درصدی مصرف برق دیتاسنترها در سال ۲۰۲۵ به‌دلیل توسعه هوش مصنوعی، اهمیتی بیشتری پیدا می‌کند.

براساس توضیحات Cortical Labs، این فناوری می‌تواند مکمل هوش مصنوعی باشد؛ به‌ویژه در پردازش‌هایی که داده‌های بسیار کمی برای آموزش مدل‌ها در دسترس است، چراکه سیستم‌های عصبی زنده توانایی بالایی در یادگیری از اطلاعات محدود و انطباق سریع با شرایط متغیر دارند. «هان وِنگ چونگ»، بنیان‌گذار و مدیرعامل این استارتاپ، اعلام کرده این سیستم در کاربردهایی نظیر کشف داروهای جدید، رباتیک انسان‌نما، امنیت سایبری و تشخیص تقلب نقش مؤثری ایفا خواهد کرد و مسیری پایدارتر برای توسعه فناوری‌های آینده ارائه می‌دهد. علاوه‌براین، فناوری مذکور می‌تواند پژوهش‌های مربوط به بیماری‌های عصبی را متحول کند.