Il n’y a pas beaucoup de puces informatiques pour lesquelles vous devez construire un système de survie.
Mais lorsque vous combinez de véritables cellules cérébrales vivantes avec des puces de silicium inorganiques, vous ne pouvez pas les alimenter uniquement en électricité. Vous devez réellement fournir tout ce qu’ils obtiendraient normalement dans un corps entièrement biologique.
Pourquoi s’embêter?
Un modèle du cerveau humain en plastique transparent.
Photo de jesse orrico sur Unsplash
Comme l’explique Hon Weng Chong, PDG de Cortical Labs en Australie, il s’agit de créer des systèmes informatiques qui apprennent – et qui apprennent plus rapidement avec moins de données d’entraînement. Cela nécessite une approche différente de celle des puces Intel, Nvidia ou AMD standard, dit-il.
«Ce que nous avons réellement construit est une puce hybride composée d’un capteur CMOS, c’est donc une puce en silicium avec un maillage très fin d’électrodes. Ils mesurent environ 17 microns et il y en a environ 22 000 », m’a récemment dit Chong sur The AI Show. « Et ce que nous avons fait, nous avons pris des neurones vivants que nous avons extraits d’embryons de souris ou nous les avons différenciés des cellules souches et des réseaux de neurones cultivés sur la surface réelle de la puce. »
Pourquoi les cellules cérébrales?
La seule machine que nous connaissons qui possède une véritable intelligence est le cerveau, dit Chong. Et les blocs de carbone et de protéines dans les cellules du cerveau se forment ensemble et sont capables de produire des calculs, ajoute-t-il. Les neurones sur les puces de silicium forment des synapses en «s’hybridant» avec la surface du silicium. Et cela signifie que vous avez maintenant une machine biologique programmable.
« Parce que ce sont des électrodes, nous pouvons voir l’activité électrique et également appliquer un stimulus, un peu de tension, et dans un sens, nous avons maintenant une interface de lecture et d’écriture dans un substrat biologique », dit Chong.
La première chose que font ces machines biologiques?
Jouer au ping-pong.
Le directeur de la technologie de Cortical Labs, Andy Kitchen, explique qu’il est en train d’apprendre à ses puces hybrides à jouer au ping-pong en utilisant une méthodologie de stimulation-réponse. En d’autres termes, la formation de ces machines à puces cérébrales ressemble plus à l’enseignement à un enfant qu’à la programmation d’un ordinateur.
«Tout comme tout autre apprentissage passe par une série de cycles de stimulation-réponse, comme apprendre à faire du vélo, nous créons un cycle de réponse de stimulation très spécialisé afin d’induire un comportement spécifique qui nous tient à cœur», explique Kitchen.
En fin de compte, l’objectif est d’imiter la complexité que présentent des machines biologiques très simples (animaux, créatures) avec – dirons-nous – des CPU étonnamment minuscules.
Par exemple, C. Elegans, un minuscule ver ou nématode d’environ 1 millimètre de long, a un grand total d’un peu plus de 300 neurones. Et pourtant, avec cette capacité mentale très limitée, il est capable de présenter un comportement intéressant: trouver de la nourriture, éviter le danger, se reproduire et continuer son existence. Les mouches n’ont pas non plus de gros cerveaux, mais elles manœuvrent bien, sont difficiles à attraper et ont un comportement complexe.
Cortical Labs espère que les systèmes d’IA biologiquement améliorés pourront également apprendre des actions complexes: fabrication, conduite, construction, nettoyage, etc. Et que les puces biologiques apprendront plus vite.
Et apprenez-en plus comme nous.
« Ce que nous pensons va être vraiment étonnant, et nous l’avons vu avec certaines de nos puces également, c’est le fait que ces neurones se recâblent, ils se sont en fait reprogrammés afin de résoudre la tâche particulière », dit Chong. « Donc, je veux dire, c’est la même chose pour nous en tant qu’humains, non? Ou même un chien, vous apprenez à votre chien à jouer au fetch. Vous changez son environnement, vous changez le stimulus et il s’adapte à lui. Ce n’est pas une reprogrammation, ça ne va pas là-dedans et comme le recâblage. «
Et cela se fait à chaque étape de la programmation, comme l’exige la technologie traditionnelle. Au lieu de cela, vous programmez un objectif de haut niveau ou un état final, et le système se connecte pour y parvenir.
Les humains ont beaucoup plus de neurones que les nématodes ou les mouches: 86 milliards, donnez ou prenez quelques millions.
Le Brain Chip One actuel de Cortical Labs compte entre dix à plusieurs milliers de neurones. Dans la feuille de route de l’entreprise, cela se transforme en millions. À ce stade, en supposant que l’entreprise puisse à la fois les programmer et les maintenir en vie, un comportement et des capacités intéressants devraient apparaître.
«Nous verrions que des centaines de milliers de neurones et des millions de neurones sont certainement plus puissants, ont une puissance latente plus importante qu’un système au silicium équivalent», déclare Kitchen.
Une question que j’avais: comment connecter réellement les neurones biologiques de souris avec des puces informatiques en silicium. Après tout, ils ne sont pas livrés avec une version miniaturisée d’USB ou HDMI.
Apparemment – préparez-vous à la science de haut niveau ici – vous les salissez à peu près comme du beurre d’arachide.
« Le système que nous utilisons … sont ces réseaux de micro-électrodes et ce sont vraiment des grilles d’électrodes microscopiques », m’a dit Kitchen. «Et ce que vous faites, c’est que vous pensez au fond dans un sens aussi simple que possible, comme étaler du beurre d’arachide sur un morceau de pain grillé, non? Vous prenez ces neurones et cellules progénitrices neurales et vous les étalez sur le dessus de cette grille d’électrodes et il y a aussi certains produits chimiques de liaison, qui peuvent les faire mieux adhérer. Et ces neurones sont si proches de ces électrodes, juste physiquement proches de ces électrodes, que lorsqu’ils se déclenchent, vous pouvez les capter. »
Ce n’est pas exactement Frankenstein et la foudre.
Mais peut-être est-il également réconfortant que quelque chose d’aussi high-tech puisse être aussi simple.
Une question reste sans réponse: quelles sont les considérations éthiques de l’association de la biologie et du silicium? Et à quel niveau de sophistication «créons-nous» quelque chose qui mérite plus de droits que, disons, une machine à laver? Pour le moment, ces questions restent sans réponse. Mais comme cette technologie est en cours de développement, et si elle arrive sur le marché dans environ cinq ans, elle vaudra la peine d’être explorée.
Une dernière remarque:
Si nous finissons par utiliser des composants biologiques dans nos ordinateurs, «mon ordinateur est mort» va finir par avoir une toute nouvelle signification.
Lisez la transcription complète de notre conversation ici.