Ενημέρωση  »   Άρθρα   »  [arcl-0011]

Ο ΖΩΝΤΑΝΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗΣ

Αν νομίζετε πως ο υπολογιστής σας "πετάει", στην κυριολεξία δεν πρόκειται παρά για ένα "ψόφιο" μηχάνημα. Όμως, μόλις τώρα γεννιέται το βιολογικό PC. Οι ηλεκτρονικές βδέλλες απογειώνουν την παλιά καλή, ψηφιακή πλατφόρμα.

   Μέχρι σήμερα, το μέλλον των υπολογιστών ρυθμιζόταν από το νόμο του Μουρ, τον τετραπλασιασμό δηλαδή της υπολογιστικής δύναμης ενός τσιπ κάθε δύο χρόνια, σε συνδυασμό με την επινόηση νέου λογισμικού. Τους τελευταίους μήνες όμως στην Ατλάντα, μία ομάδα επιστημόνων υπό τον Bill Ditto, αντί να χρησιμοποιήσει hardware και κώδικα, για να λύσει μαθητικά προβλήματα, πήρε νευρώνες από βδέλλες και τους άφησε να οργανωθούν, ώστε να κάνουν τις πράξεις μόνοι τους. Ο πρώτος αυτός βιολογικός υπολογιστής μπορεί έως τώρα να κάνει πρόσθεση και αφαίρεση, ενώ διαθέτει επίσης μια φυσική ευχέρεια στην τριγωνομετρία. Σκοπός των κατασκευαστών του είναι να εγκαινιάσουν μια γενιά από γρήγορους και ευέλικτους υπολογιστές, οι οποίοι θα παίρνουν πρωτοβουλίες και δεν θα χρειάζονται ακριβείς, πλήρεις και αλγοριθμικές οδηγίες για να επιλύσουν ένα πρόβλημα.

   Οι συνηθισμένοι υπολογιστές απαιτούν να έχεις προγραμματίσει από πριν τα πάντα και δεν μπορούν να ανταποκριθούν σε καταστάσεις που δεν έχουν ξανασυναντήσει. Το μυαλό μας όμως δεν λειτουργεί έτσι. Οι νευρώνες μας αντιδρούν σε άγνωστες καταστάσεις και μαθαίνουν από την εμπειρία τους. Αξίζει, από ό,τι φαίνεται, να δοκιμάσουμε τη συναρμογή ηλεκτρονικών κυκλωμάτων με ζωντανά κύτταρα. Η λύση λοιπόν που επεξεργάστηκε ο Ditto περιλαμβάνει νευρώνες βδέλλας, οι οποίοι διεγείρονται από ηλεκτρόδια ενός ειδικού υπολογιστή, που μοιάζει με καλλιέργεια βακτηριδίων, για να αναγκαστούν να επικοινωνήσουν μεταξύ τους. Όταν κάθε νευρώνας αποκτά τη δική του ηλεκτρική δραστηριότητα, τον συσχετίζουμε κατόπιν με ένα συγκεκριμένο αριθμό και έτσι είναι πλέον δυνατό, με κατάλληλες συνδέσεις, να κάνουμε απλές αριθμητικές πράξεις ανάμεσα σε ζωντανά κυτταρικά νούμερα: ο "βδελλιστής" (leechulator )είναι πια γεγονός.

   Ο λόγος που επιλέχτηκε η βδέλλα είναι η απλότητα και ο εξαιρετικά μικρός αριθμός (περίπου 40 )των νευρώνων ή νευρικών κυττάρων της. Όσο λίγα τέτοια κύτταρα όμως και αν έχει, αυτά κάνουν ό,τι ακριβώς και τα αντίστοιχα εκατομμύρια ανθρώπινα: αποτελούν τις βασικές επικοινωνιακές μονάδες που χρησιμοποιεί ο εγκέφαλος για να σκέφτεται και να λύνει προβλήματα. Οι νευρώνες στέλνουν μια σειρά από σύντομες και διακοπτόμενες ηλεκτρικές εκκενώσεις με μεταβλητή συχνότητα. Άρα, το σχέδιο αυτής της δράσης τους μεταφέρει πληροφορία. Καθώς σχηματίζουν ένα δίκτυο, επιταχύνουν ή επιβραδύνουν ο ένας την αντίδραση του άλλου. Τα απλά αυτά δίκτυα όχι μόνο έχουν την ικανότητα να αποθηκεύουν δεδομένα διαμέσου των ρυθμών αντίδρασης, αλλά μπορούν να πραγματοποιήσουν και πολύ σύνθετους υπολογισμούς. Το πιο σημαντικό είναι ότι ενδέχεται να φτάσουν σε σωστές απαντήσεις, βασισμένα σε αποσπασματικά στοιχεία, γεμίζοντας από μόνα τους τα κενά, μια και οι νευρώνες της βδέλλας έχουν τη δυνατότητα να φτιάχνουν αυτοβούλως νέες συνδέσεις. Φυσικά, δεν διαθέτουμε ακόμα ένα αξιόπιστο μαθηματικό μοντέλο, το οποίο να μιμείται τις -έστω στοιχειώδεις- συνολικές αντιδράσεις μιας βδέλλας. Αν για παράδειγμα, είναι πεινασμένη, θα αντιδράσει διαφορετικά σε ένα ερέθισμα, παίρνοντας μεγαλύτερα ρίσκα από ό,τι στο κλασικό συνημιτονοειδές της δίπλωμα το οποίο επιστρατεύει όταν την αγγίζουμε. Άρα, προς το παρόν, οι επιστήμονες αρκούνται στην επιχείρηση επικείμενης χρήσης της για πολλαπλασιασμό και διαίρεση. Εξίσου κρίσιμη με τη διέγερση νευρικών κυττάρων από ηλεκτρονικό κύκλωμα είναι και η αντίστροφη κατεύθυνση. Για να πάμε όμως από τους νευρώνες σε ενεργοποίηση κλασικού κυκλώματος, διαθέτουν ήδη το νευρωνικό τρανζίστορ, φτιαγμένο από το ινστιτούτο Μαξ Πλανκ της Γερμανίας. Η μελλοντική κατεύθυνση της έρευνας στοχεύει στην ανάπτυξη κυττάρων πάνω σε περιβάλλον πυριτίου και ενσωμάτωση του σε ένα PC. Στο βάθος όμως του ορίζοντα αχνοφέγγει η προοπτική δημιουργίας μηχανών που θα προσομοιώνουν με ακρίβεια κάποιες από τις λειτουργίες του ανθρώπινου μυαλού. Η τοποθέτηση νευρώνων σε συστήματα τεχνητής όρασης και ακοής θα μπορούσε να μας δείξει πως αντιδρούν στην επαφή με τα πραγματικά δεδομένα του έξω κόσμου και τι ελπίδες έχουν τέτοιες βιολογικές συσκευές σε σύνθετα, απαιτητικά περιβάλλοντα. Μέχρι τότε, το νευρωνικό ΡC επιφυλάσσει εκπλήξεις και η συμπεριφορά του θα παραμένει δημιουργικά απρόβλεπτη. Υπάρχει όμως και μια πιο κρυφή και φιλόδοξη διάσταση. Μήπως η πρόοδος του ζωντανού υπολογιστή μας φέρνει κοντά στην κατασκευή μηχανών υβριδίων με ανθρώπινα χαρακτηριστικά; Η σύζευξη Ρομποτικής, Ηλεκτρονικής και Βιολογίας αποκτά νέο πεδίο ολοκλήρωσης. Η ιδέα των βιονικών όντων της κυβερνοπάνκ λογοτεχνίας εισέρχεται πια στο ρεύμα της πιθανής υλοποίησης και το φάσμα του ρόμποκοπ μοιάζει αρκετά πιο ρεαλιστικό. Οι δύο εντελώς ξένοι έως σήμερα κόσμοι της επεξεργασίας πληροφοριών, ο κόσμος του πυριτίου του υπολογιστή και ο υδάτινος κόσμος του μυαλού, μπορούν πια να συγκατοικήσουν.

Περιεχόμενα