Teknologi digital sedikit lebih dekat dengan biologi, DNA, dan otak
Elon Musk memastikan bahwa dalam waktu dekat orang akan dapat membuat antarmuka otak-komputer yang lengkap. Sementara itu, kami mendengar dari waktu ke waktu tentang eksperimennya pada hewan, pertama pada babi, dan baru-baru ini pada monyet. Gagasan bahwa Musk akan mendapatkan apa yang diinginkannya dan dapat menanamkan terminal komunikasi di kepala seseorang mempesona beberapa orang, membuat takut orang lain.
Dia tidak hanya mengerjakan yang baru Musk. Ilmuwan dari Inggris, Swiss, Jerman dan Italia baru-baru ini mengumumkan hasil dari sebuah proyek yang telah digabungkan neuron buatan dengan alami (satu). Semua ini dilakukan melalui Internet, yang memungkinkan neuron biologis dan "silikon" untuk berkomunikasi satu sama lain. Eksperimen tersebut melibatkan pertumbuhan neuron pada tikus, yang kemudian digunakan untuk memberi sinyal. Pemimpin grup Stefano Vassanelli melaporkan bahwa para ilmuwan untuk pertama kalinya berhasil menunjukkan bahwa neuron buatan yang ditempatkan pada sebuah chip dapat terhubung langsung dengan neuron biologis.
Peneliti ingin mengambil keuntungan jaringan saraf tiruan mengembalikan berfungsinya area otak yang rusak. Setelah ditanamkan dalam implan khusus, neuron akan bertindak sebagai semacam prostesis yang akan beradaptasi dengan kondisi alami otak. Anda dapat membaca lebih lanjut tentang proyek itu sendiri dalam sebuah artikel di Laporan Ilmiah.
Facebook ingin masuk ke otak Anda
Mereka yang takut dengan teknologi baru seperti itu mungkin benar, terutama ketika kita mendengar bahwa, misalnya, kita ingin memilih "isi" otak kita. Pada sebuah acara yang diadakan pada Oktober 2019 oleh pusat penelitian yang didukung Facebook Chan Zuckerberg BioHub, ia berbicara tentang harapan untuk perangkat genggam yang dikendalikan otak yang akan menggantikan mouse dan keyboard. “Tujuannya adalah untuk dapat mengontrol objek secara virtual atau augmented reality dengan pikiran Anda,” kata Zuckerberg, dikutip dari CNBC. Facebook membeli CTRL-labs, sebuah startup yang mengembangkan sistem antarmuka otak-komputer, dengan harga hampir satu miliar dolar.
Bekerja pada antarmuka otak-komputer pertama kali diumumkan pada konferensi Facebook F8 pada tahun 2017. Menurut rencana jangka panjang perusahaan, suatu hari nanti perangkat wearable non-invasif akan memungkinkan pengguna untuk menulis kata-kata hanya dengan memikirkannya. Tetapi teknologi semacam ini masih pada tahap yang sangat awal, terutama karena kita berbicara tentang antarmuka sentuh dan non-invasif. “Kemampuan mereka untuk menerjemahkan apa yang terjadi di otak ke dalam aktivitas motorik terbatas. Untuk peluang besar, sesuatu perlu ditanamkan, ”kata Zuckerberg pada pertemuan tersebut.
Akankah orang membiarkan diri mereka "menanamkan sesuatu" untuk terhubung dengan orang-orang yang dikenal karena selera mereka yang tak terkendali? data pribadi dari facebook? (2) Mungkin orang-orang seperti itu akan ditemukan, terutama ketika dia menawarkan potongan-potongan artikel yang tidak ingin mereka baca. Pada Desember 2020, Facebook memberi tahu karyawan bahwa mereka sedang mengerjakan alat untuk meringkas informasi sehingga pengguna tidak perlu membacanya. Pada pertemuan yang sama, ia mempresentasikan rencana lebih lanjut untuk sensor saraf untuk mendeteksi pikiran manusia dan menerjemahkannya ke dalam tindakan di situs web.
2. Otak dan antarmuka Facebook
Terbuat dari apa komputer hemat otak?
Proyek-proyek ini bukan satu-satunya upaya yang harus dibuat. Hubungan dunia-dunia ini bukanlah satu-satunya tujuan yang dikejar. Ada, misalnya. rekayasa neuromorfik, tren yang ditujukan untuk menciptakan kembali kemampuan mesin otak manusia, misalnya, dalam hal efisiensi energinya.
Diperkirakan pada tahun 2040, sumber daya energi global tidak akan dapat memenuhi kebutuhan komputasi kita jika kita tetap berpegang pada teknologi silikon. Oleh karena itu, ada kebutuhan mendesak untuk mengembangkan sistem baru yang dapat memproses data lebih cepat dan, yang terpenting, lebih hemat energi. Para ilmuwan telah lama mengetahui bahwa teknik mimikri mungkin menjadi salah satu cara untuk mencapai tujuan ini. otak manusia.
W komputer silikon fungsi yang berbeda dilakukan oleh objek fisik yang berbeda, yang meningkatkan waktu pemrosesan dan menyebabkan kehilangan panas yang besar. Sebaliknya, neuron di otak secara bersamaan dapat mengirim dan menerima informasi melalui jaringan yang luas dengan tegangan sepuluh kali lipat dari komputer kita yang paling canggih.
Keuntungan utama otak dibandingkan rekan silikonnya adalah kemampuannya untuk memproses data secara paralel. Setiap neuron terhubung dengan ribuan lainnya, dan semuanya dapat bertindak sebagai input dan output untuk data. Untuk dapat menyimpan dan memproses informasi, seperti yang kita lakukan, perlu untuk mengembangkan materi fisik yang dapat dengan cepat dan lancar bertransisi dari keadaan konduksi ke keadaan tidak dapat diprediksi, seperti halnya dengan neuron.
Beberapa bulan yang lalu, sebuah artikel diterbitkan di jurnal Matter tentang studi bahan dengan sifat seperti itu. Para ilmuwan di Texas A&M University telah menciptakan kawat nano dari simbol senyawa '-CuXV2O5 yang menunjukkan kemampuan untuk berosilasi di antara keadaan konduksi sebagai respons terhadap perubahan suhu, tegangan, dan arus.
Setelah pemeriksaan lebih dekat, ditemukan bahwa kemampuan ini disebabkan oleh pergerakan ion tembaga di seluruh '-CuxV2O5, yang menyebabkan pergerakan elektron dan mengubah sifat konduktif material. Untuk mengontrol fenomena ini, impuls listrik dihasilkan di '-CuxV2O5, sangat mirip dengan yang terjadi ketika neuron biologis mengirim sinyal satu sama lain. Otak kita berfungsi dengan menembakkan neuron tertentu pada waktu-waktu penting dalam urutan yang unik. Serangkaian peristiwa saraf mengarah pada pemrosesan informasi, apakah itu mengingat ingatan atau melakukan aktivitas fisik. Skema dengan '-CuxV2O5 akan bekerja dengan cara yang sama.
Harddisk dalam DNA
Bidang penelitian lainnya adalah penelitian berbasis biologi. metode penyimpanan data. Salah satu ide yang juga telah kami jelaskan berkali-kali di MT, adalah sebagai berikut. penyimpanan data dalam DNA, dianggap sebagai media penyimpanan yang menjanjikan, sangat kompak dan stabil (3). Antara lain, ada solusi yang memungkinkan penyimpanan data dalam genom sel hidup.
Pada tahun 2025, diperkirakan hampir lima ratus exabyte data akan diproduksi setiap hari di seluruh dunia. Menyimpannya dapat dengan cepat menjadi tidak praktis untuk digunakan. teknologi silikon tradisional. Kepadatan informasi dalam DNA berpotensi jutaan kali lebih tinggi daripada hard drive konvensional. Diperkirakan satu gram DNA dapat berisi hingga 215 juta gigabyte. Hal ini juga sangat stabil bila disimpan dengan benar. Pada tahun 2017, para ilmuwan mengekstraksi genom lengkap dari spesies kuda yang punah yang hidup 700 tahun yang lalu, dan tahun lalu, DNA dibaca dari mamut yang hidup sejuta tahun yang lalu.
Kesulitan utama adalah menemukan jalan senyawa dunia digital i data dengan dunia biokimia gen. Saat ini tentang Sintesis DNA di lab, dan meskipun biaya turun dengan cepat, itu masih merupakan tugas yang sulit dan mahal. Setelah disintesis, sekuens harus disimpan dengan hati-hati secara in vitro sampai siap untuk digunakan kembali atau dapat dimasukkan ke dalam sel hidup menggunakan teknologi pengeditan gen CRISPR.
Peneliti Universitas Columbia telah menunjukkan pendekatan baru yang memungkinkan konversi langsung sinyal elektronik digital ke dalam data genetik yang disimpan dalam genom sel hidup. “Bayangkan hard drive seluler yang dapat menghitung dan mengkonfigurasi ulang secara fisik secara real time,” kata Harris Wang, salah satu anggota tim Singularity Hub. "Kami percaya langkah pertama adalah mampu secara langsung mengkodekan data biner ke dalam sel tanpa perlu sintesis DNA in vitro."
Pekerjaan ini didasarkan pada perekam sel berbasis CRISPR, yang Van sebelumnya dikembangkan untuk bakteri E. coli, yang mendeteksi keberadaan urutan DNA tertentu di dalam sel dan merekam sinyal ini dalam genom organisme. Sistem ini memiliki "modul sensor" berbasis DNA yang merespons sinyal biologis tertentu. Wang dan rekan-rekannya mengadaptasi modul sensor untuk bekerja dengan biosensor yang dikembangkan oleh tim lain, yang pada gilirannya merespons sinyal listrik. Pada akhirnya, ini memungkinkan para peneliti pengkodean langsung informasi digital dalam genom bakteri. Jumlah data yang dapat disimpan oleh satu sel cukup kecil, hanya tiga bit.
Jadi para ilmuwan menemukan cara untuk mengkodekan 24 populasi bakteri yang berbeda dengan potongan data 3 bit yang berbeda pada saat yang sama, dengan total 72 bit. Mereka menggunakannya untuk menyandikan pesan "Halo dunia!". dalam bakteri. dan menunjukkan bahwa dengan memesan populasi yang dikumpulkan dan menggunakan pengklasifikasi yang dirancang khusus, mereka dapat membaca pesan dengan akurasi 98 persen.
Jelas, 72 bit jauh dari kapasitas. penyimpanan massal harddisk modern. Namun, para ilmuwan percaya bahwa solusinya dapat dengan cepat ditingkatkan. Menyimpan data dalam sel itu, menurut para ilmuwan, jauh lebih murah daripada metode lain pengkodean dalam genkarena Anda bisa menumbuhkan lebih banyak sel daripada melalui sintesis DNA buatan yang rumit. Sel juga memiliki kemampuan alami untuk melindungi DNA dari kerusakan lingkungan. Mereka mendemonstrasikan ini dengan menambahkan sel E. coli ke tanah pot yang tidak disterilkan dan kemudian secara andal mengekstrak seluruh pesan 52-bit dari mereka dengan mengurutkan komunitas mikroba terkait tanah. Para ilmuwan juga telah mulai merancang DNA sel sehingga mereka dapat melakukan operasi logika dan memori.
4. Visi singularitas transhumanis sebagai tahap evolusi selanjutnya
integrasi teknisi komputer i telekomunikasi itu sangat terkait dengan gagasan tentang "singularitas" transhumanis yang diprediksi oleh futuris lain juga (4). Antarmuka otak-mesin, neuron sintetis, penyimpanan data genom - semua ini dapat berkembang ke arah ini. Hanya ada satu masalah - ini semua adalah metode dan eksperimen pada tahap awal penelitian. Jadi mereka yang takut akan masa depan ini harus beristirahat dalam damai, dan para penggemar integrasi manusia-mesin harus menenangkan diri.
