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Der "Anfang einer Revolution"? Laborgehirne als Computer für KI

Ein menschliches Gehirn verbraucht etwa 20 Watt, um Verbindungen zwischen 86 Milliarden Neuronen herzustellen.
Ein menschliches Gehirn verbraucht etwa 20 Watt, um Verbindungen zwischen 86 Milliarden Neuronen herzustellen. Copyright Unsplash
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Von Aylin Elci
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Dieser Artikel wurde im Original veröffentlicht auf Englisch

Ein wachsender Forschungszweig, der als organoide Intelligenz bekannt ist, versucht, das menschliche Gehirn zu reproduzieren, um KI und andere Bereiche zu übernehmen.

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Während sich die Forschung im Bereich der generativen künstlichen Intelligenz (KI) weiter rasant ausbreitet, arbeiten einige Wissenschaftler:innen bereits an der nächsten großen Sache: einem Bereich, der sich Computer mit echten Gehirnen vorstellt, das so genannte Biocomputing.

Die derzeitigen KI-Modelle verwenden Netze mit einigen hundert Millionen Neuronen, die extrem vereinfacht sind und viel Energie verbrauchen.

Ein menschliches Gehirn hingegen benötigt viel weniger Energie, um Verbindungen zwischen fast 90 Milliarden Neuronen herzustellen.

Wenn die derzeitigen Unternehmen für künstliche Intelligenz die Anzahl der Verbindungen im menschlichen Gehirn nachbilden wollten, bräuchten sie nach Ansicht von Experten ein Kernkraftwerk für den benötigten Strom.

Das liegt daran, dass generative KI-Modelle synthetisch sind und mit Strom versorgt werden müssen, damit die Neuronen untereinander kommunizieren können.

Das Biocomputing schlägt einen grundlegenden Paradigmenwechsel vor, indem es echte, biologische Neuronen verwendet.

"Wir stehen am Anfang einer Revolution", sagte Dr. Fred Jordan, CEO und Mitbegründer von Final Spark, gegenüber Euronews Next.

Im Jahr 2014 gründeten er und sein Kollege Dr. Martin Kutter eines der weltweit ersten Biocomputing-Unternehmen. Heute ist es eines von drei Unternehmen, die in diesem Bereich arbeiten, zusammen mit Cortical Labs in Australien und Koniku in den USA.

Einen denkenden Computer bauen

Biocomputer sind Maschinen mit lebenden Neuronen, die wie Menschen denken und Ideen außerhalb ihrer eigenen Erfahrung entwickeln können. Sie unterscheiden sich von KI-Programmen wie ChatGPT, die Antworten nur auf der Grundlage des Wissens in ihrer eigenen Datenbank geben können.

"Seit ich ein Teenager war, träumte ich davon, einen denkenden Computer zu bauen", sagt Jordan, der vor drei Jahren beschloss, dass die Kombination von künstlicher Intelligenz und Neurowissenschaften - "Bereiche, die normalerweise nicht zusammenkommen" - der richtige Weg ist, um dieses Ziel zu erreichen.

"Die Verarbeitung von Informationen durch das Gehirn ist unglaublich komplex, und die heutigen Digitalcomputer sind dieser Aufgabe einfach nicht gewachsen", sagte er, "also dachten wir, da Hardware nicht ausreicht, sollten wir es mit lebenden Neuronen oder Wetware versuchen".

Jordan und sein Team arbeiten mit Neuronen, die durch eine vor 15 Jahren entwickelte Methode gewonnen wurden, bei der menschliche Hautzellen in Stammzellen und dann in Neuronen umgewandelt werden.

Bisher ist es jedoch noch niemandem gelungen, einen Biocomputer zu bauen, der den sogenannten Turing-Test besteht, bei dem geprüft wird, ob eine Maschine intelligent ist und einem Benutzer vorgaukeln kann, sie sei ein Mensch.

Wie weit ist die Biocomputer-Forschung gediehen?

Final Spark arbeitet mit Tausenden von Neurosphären (3D-Strukturen lebender Neuronen, die Biocomputer-Prototypen mit weniger Neuronen und weniger Stabilität sind), in denen 10.000 Neuronen 100 Tage lang leben - eine Zeitspanne, in der Jordan und sein Team versuchen zu verstehen, wie man diese Neuronen trainieren kann.

Ziel ist es, die Neurosphären dazu zu bringen, "nützliche Aufgaben" zu erfüllen, wie z. B. zu lernen und sich Informationen zu merken (dies wird auch als Neuroplastizität bezeichnet), indem die Neuronen durch Elektroden stimuliert werden.

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Dies ist jedoch kein leichtes Unterfangen, da jede Neurosphäre anders ist.

Zurzeit können die Neurosphären von Final Spark nur 1 Bit an Informationen speichern - "wie ein Quantencomputer von vor 15 Jahren". Der größte Konkurrent des Unternehmens machte kürzlich Schlagzeilen, weil er lebenden Neuronen beibrachte, wie man Pong spielt.

Auch wenn das Biocomputing noch nicht die Welt erobert, hofft Jordan, dass sich die Forschung beschleunigen wird.

"Unsere gesamte Arbeit ist datenoffen, denn wir glauben, dass das größte Risiko nicht unsere Konkurrenz ist, sondern die Tatsache, dass wir nicht die richtige Lösung für das Biocomputing finden", sagte er.

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In den kommenden Monaten wird Final Spark mit Universitäten auf der ganzen Welt zusammenarbeiten, damit Studenten ihre eigenen Elektrodenstimulationstests aus der Ferne durchführen und versuchen können, zur Forschung über Neuroplastizität beizutragen.

"Ich hoffe, dass wir im nächsten Jahr in der Lage sein werden, bestimmte Aspekte des Lernens zu beherrschen", sagte Jordan.

"Im Moment bewegen wir uns in interessante und innovative Richtungen".

Was kann Biocomputing leisten?

Die offensichtlichste Anwendung des Biocomputing besteht derzeit darin, die von KI-Unternehmen verwendeten synthetischen Prozessoren zu ersetzen, um den Energieverbrauch um das "1-Millionen- bis 10-Milliardenfache" zu senken, sagte Jordan und bezog sich dabei auf Daten von Professor Thomas Hartung von der Johns Hopkins University, der mit einer Gemeinschaft von Wissenschaftlern, der auch Final Spark angehört, am Biocomputing arbeitet.

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KI-Unternehmen müssen ihre Prozessoren für jedes neue Modell aufstocken, und ihr CO2-Fußabdruck ist entsprechend. Neuronen und Biocomputer hingegen lassen sich leicht vervielfachen und könnten die KI-Branche von einem Großteil ihrer Emissionen befreien.

Jordan steht bereits mit Dutzenden von Unternehmen aus der Technologiebranche in Kontakt.

"Einige verstehen, was wir erreichen wollen, aber die meisten eben nicht. Was wir tun, kommt ihnen wie Science-Fiction vor", erklärte er.

Nichtsdestotrotz hat Frontiers, eine der meistzitierten Forschungszeitschriften der Welt, vor kurzem eine Artikelserie über "organoide Intelligenz" veröffentlicht.

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"Diese Anerkennung war für mich sehr wichtig, da es zuvor in der Forschung nichts gab, was unsere Tätigkeit anerkannte", so Jordan.

Abgesehen von der Verringerung des Energieverbrauchs einiger KI-Projekte sei es "unvorstellbar", was das Biocomputing leisten könne, fügte er hinzu, "weil Neuronen sich selbst programmieren".

"Wir wissen einfach nicht, wozu Biocomputer in der Lage sein werden".

Könnten sie dann die Menschheit übernehmen?

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"Autos fahren schneller als Menschen, und Computer rechnen schneller als Menschen, aber keiner von beiden hat den Menschen abgelöst", sagte Jordan.

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