Bioinxhinierët ndërtojnë kryqëzimin e organoideve dhe AI ​​me ‘Brainoware’

Feng Guo, një profesor i asociuar i inxhinierisë së sistemeve inteligjente në Shkollën Luddy të Informatikës, Informatikës dhe Inxhinierisë në Universitetin e Indianës, po trajton kufizimet teknike të pajisjeve kompjuterike të inteligjencës artificiale duke zhvilluar një sistem të ri kompjuterik hibrid – i cili është quajtur “Brainoware” – që kombinon pajisje elektronike me organoidet e trurit të njeriut.

Teknikat e avancuara të AI, të tilla si mësimi i makinerive dhe mësimi i thellë , të cilat mundësohen nga çipa kompjuterikë të specializuar silikoni, shpenzojnë sasi të mëdha energjie. Si i tillë, inxhinierët kanë projektuar sisteme llogaritëse neuromorfike, të modeluara sipas strukturës dhe funksionit të trurit të njeriut, për të përmirësuar performancën dhe efikasitetin e këtyre teknologjive. Megjithatë, këto sisteme janë ende të kufizuara në aftësinë e tyre për të imituar plotësisht funksionin e trurit, pasi shumica janë ndërtuar mbi parimet elektronike dixhitale.

Si përgjigje, Guo dhe një ekip studiuesish të IU, duke përfshirë studentin e diplomuar Hongwei Cai, kanë zhvilluar një sistem kompjuterik hibrid neuromorfik që monton një organoid të trurit në një analizë multielektrodike për të marrë dhe dërguar informacion. Organoidet e trurit janë kultura qelizore 3D të ngjashme me trurin, që rrjedhin nga qelizat burimore dhe karakterizohen nga lloje të ndryshme të qelizave të trurit, duke përfshirë neuronet dhe glia, dhe struktura të ngjashme me trurin, siç janë zonat ventrikulare.

“Brainoware përdor një organoid të trurit të njeriut si një rezervuar të gjallë adaptues për të kryer mësim të pambikëqyrur duke përpunuar informacionin hapësinor-kohor përmes neuroplasticitetit të organoidit të trurit,” tha Guo. “Qasja jonë lejon avancimin e informatikës AI pasi organoidet ofrojnë rrjete nervore biologjike me kompleksitet të caktuar, si dhe konsum të ulët të energjisë dhe mësim të shpejtë.”

Në zhvillimin e sistemit të tij kompjuterik hibrid, ekipi demonstroi potencialin kryesor për organoidet e trurit për të avancuar aftësitë e llogaritjes së rezervuarëve, një lloj rrjeti nervor artificial i bazuar në idenë e kapjes dhe kujtimit të informacionit bazuar në një sekuencë stimulimesh elektrike. Në një seri testesh, Brainoware ishte në gjendje të njihte shpejt modelet e të folurit , si dhe të kryente ekuacione matematikore komplekse jolineare.

“Përmes trajnimit të stimulimit elektrik, ne ishim në gjendje të dallonim zanoret e një individi nga një grup folësish,” tha Guo. “Me trajnimin, ne nxitëm mësimin e pambikëqyrur të sistemeve kompjuterike hibride.”

Guo ka marrë disa grante të mëdha në vitet e fundit për punën e tij novator në teknologjinë laboratorike në një çip me AI dhe një patch për zbulimin e mbidozës së opioideve. Laboratori i tij aktualisht është i fokusuar në zhvillimin e sistemeve inteligjente biomjekësore përmes inovacionit të AI, pajisjeve, sensorëve dhe sistemeve për shkencën e jetës dhe aplikimet e mjekësisë përkthimore.