Uzman: Yapay zekanın geleceği biyobilgisayarlara ait

Dünya çapında pek çok şirket ve az sayıda araştırma ekibi, canlı nöronları kullanarak biyolojik, akıllı bilgisayarlar inşa etmek için çalışmalar yürütüyor. Sinirbilim uzmanı Dr. Ewelina Kurtys, PAP'a yaptığı açıklamada, bu tür işlemcilerin yapay zekayı destekleyen silikon çiplerle kıyaslanamayacak kadar daha verimli olacağını söyledi.

Uzman, yaşayan beynin bilgi işleme açısından inanılmaz derecede verimli ve etkili olduğunu, bunun teknoloji alanında kullanılabilmesi durumunda BT alanında bir devrim yaşanacağını düşünüyor.

"Canlı nöronlardan yapılmış bilgisayarlar üzerinde çalışmamızın temel nedeni, sinir hücrelerinin çok enerji verimli olmasıdır. Bunu insan beynini gözlemleyerek biliyoruz. Bu aşamada, bunu canlı nöronları kullanmanın en büyük avantajı olarak görüyoruz. Yapay sinir ağları üzerindeki mevcut araştırmalar esas olarak hız ve hassasiyete odaklanıyor ve enerji tasarrufuna daha az dikkat ediliyor. Bu arada, yapay zekanın enerji tüketimi katlanarak artıyor. Bu nedenle bu gelecekte önemli bir sorun olacak," diye açıkladı İsviçreli FinalSpark şirketinde çalışan bir araştırmacı olan Dr. Ewelina Kurtys.

Vurguladığı gibi, yaşayan bilgisayarlar üzerinde çalışmanın henüz başlangıcını görüyoruz. "Bu çok yenilikçi bir alan. FinalSpark dışında, sadece iki girişim bu konuda çalışıyor - ABD ve Avustralya'da. Bilimsel araştırmalara gelince, sadece birkaç çalışma yürütülüyor. Bu özellikle insan nöronlarının kullanımıyla ilgili araştırmalar için geçerli, çünkü bunları insan deri hücrelerinden üretilen kök hücrelerden nispeten kolay bir şekilde elde edebilmemizin üzerinden sadece yaklaşık 15 yıl geçti," diye belirtti araştırmacı.

"Yaşayan bir işlemci" yaratmanın birçok nedenden dolayı büyük bir zorluk olduğunu da sözlerine ekledi. "Öncelikle nöronlar, çevredeki her türlü değişikliğe karşı çok hassas hücrelerdir. Oksijene, besinlere, sıcaklığa vb. erişim gibi tüm parametreleri çok yakından izlemeniz gerekir. Deneylerimizde, yaklaşık 0,5 mm boyutunda bir yapı oluşturan yaklaşık 10.000 nöronluk bir grup oluşturuyoruz. Bunları uygun bir ortam içeren bir plaka üzerinde büyütüyoruz," diye bildirdi.

Sinir hücreleri çok hassas olmalarına rağmen, uygun koşullar sağlandığında uzun süre fonksiyonlarını sürdürebilirler. "İnsan beynindeki nöronların yüz yıla kadar yaşayabildiğini biliyoruz - çoğu doğumdan ölüme kadar çalışır. Bu yüzden teorik olarak, yaşayan, kültürlenmiş sinir ağları da yıllarca çalışabilir. Hücrelerimizi üç ay boyunca canlı tutuyoruz çünkü araştırmanın bu aşamasında ihtiyacımız olan süre bu," dedi Dr. Kurtys.

Canlı ağlar geleneksel elektroniklerin yardımıyla etkileşime girer. "Ekip ettiğimiz nöron grubu şu anda sekiz elektroda bağlı. Onların yardımıyla hücrelerden elektrik sinyalleri gönderip alıyoruz. Nöronlar kimyasal ve elektriksel uyarılar kullanarak iletişim kuruyor. Bu şekilde ağımızı eğitiyor ve ondan bilgi alıyoruz," diye açıklıyor uzman.

Çalıştığı laboratuvarda bunun uzaktan bile yapılabildiğini sözlerine ekledi. "Pandemi sırasında böyle bir sistem geliştirdik. Bu sayede laboratuvarımızı dünyanın farklı yerlerinden diğer ekiplere açtık. Bize gönderilen deney önerileri arasından en ilginç olanları seçiyoruz ve diğer bilim insanlarının bunları ağlarımızda ücretsiz olarak gerçekleştirmelerine izin veriyoruz. Ayrıca laboratuvarımızı deneyler için uzaktan kiralayan ilk ticari müşterilerimize de sahibiz," diye belirtti Dr. Kurtys.

Onun da kabul ettiği gibi, canlı hücreleri programlamak büyük bir zorluktur: "Canlı sinir ağlarını öğrenme süreci hala yoğun araştırmaların konusudur. Aslında, henüz hiç kimse beynin tam olarak nasıl öğrendiğini; bunun ardında hangi mekanizmaların olduğunu; beynin öğrenme algoritmalarının neler olduğunu bilmiyor. Ve bu büyük bir bilimsel zorluktur. İnsanlar bu konuda çeşitli düzeylerde araştırma yapmaya çalışıyor. Şimdilik, hücrelere farklı elektrik sinyalleri gönderdiğimiz ve tepkileri ölçtüğümüz deneyler yürütüyoruz. Amacımız, nöronlara gönderdiğimiz (girdi) ve onlardan aldığımız (çıktı) arasında mantıklı bir ilişki elde etmek."

Yaşayan bir ağın, bir nevi kara kutu gibi çalışabildiği ortaya çıktı. "Ancak amacımız nöronların tam olarak nasıl çalıştığını, nasıl öğrendiklerini anlamak değil. Gerçekten ilgilendiğimiz şey sonuç. Yani nöronların tam olarak nasıl yaptığını bilmesek bile öğrenmeyi ve çeşitli anlamlı görevleri yerine getirme yeteneğini elde edebilirsek, bu da iyidir," diye açıkladı uzman.

Ağlar arasında veri aktarımının da mümkün olması gerektiğini ekledi: "Bir ağdan diğerine bilgi taşımaya gelince, bunun için de çözümler olduğuna inanıyoruz. Ağlardan bilgi okuma ve eğitme teknikleri geliştirirsek, muhtemelen bu şekilde ağlar arasında bilgi aktarımı yapabiliriz - bir ağın içeriğini okuyup diğerini buna göre eğitebiliriz, yani ona bilgi aktarabiliriz."

Dünya çapında biraz daha farklı araştırmalar da yürütülüyor; örneğin doğanın geliştirdiği sistemlerin kullanımı konusunda. böcekler gibi basit organizmaların sinir sistemleri.

"Ancak, farklı bir yöne gidiyoruz. İnsan nöronlarına dayalı bir biyoişlemci yaratmak istiyoruz. Küçük hücre grupları söz konusu olduğunda, nöronların türü o kadar önemli olmayabilir - örneğin sıçan veya fare hücreleri kullanabiliriz. Ancak, zamanla, bu yapılar büyüdükçe, önemli hale gelebilir. İnsan beyninin benzersiz olduğunu ve tüm türlerin beyinleri arasında en büyük hesaplama yeteneklerine sahip olduğunu biliyoruz. İnsan hücrelerinin kullanımının gelecekte daha karmaşık algoritmaların işlenmesine olanak sağlayacağına inanıyoruz. On yıl içinde çalışan bir biyobilgisayar geliştirmek gibi iddialı bir hedefimiz var. Bu tür bir teknolojinin yılda bir milyar doların üzerinde kar getireceğini öngörüyoruz," diye vurguladı.

Ağ eğitimi alanında araştırmacı ve meslektaşları henüz ilk başarılarını elde ettiler. "Çok erken olan bu aşamada, canlı bir ağda bir bit bilgi kaydetmeyi başardık. Gerçekten çok büyük bir şey değil, ancak canlı hücrelerden oluşan bir ağı kontrol etmeyi başardığımız için bu bir başarı olarak kabul edilebilir. Avustralyalı Cortical Labs şirketinden rakiplerimiz, 'Pong' oyununu kontrol etmek için benzer bir ağ eğitmeyi başardılar. Bu sonucu yeniden üretmeye çalıştık, ancak şimdiye kadar başarılı olamadık," dedi Dr. Kurtys.

Ancak bu yolculuğun sadece başlangıcı diye hatırlattı. "Daha karmaşık algoritmalar elde etmenin zaman ve finansal harcama meselesi olduğunu düşünüyorum. Örneğin, yatırımcı arıyoruz çünkü projemiz şu ana kadar tamamen şirketin kurucuları tarafından finanse edildi. Diğer şeylerin yanı sıra, hem teknolojik hem de biyolojik olmak üzere çeşitli alanlarda uzmanlara ihtiyaç duyuluyor," diye belirtti.

Bu arada, bu tür çalışmaların etik boyutları konusunda sorular ortaya çıkmaya başladı; Hatta nöronların karmaşık yapılarının bilinç sahibi olup olmayacağı bile.

"Bu çok geniş bir konu ve herhangi bir tezi kanıtlamak zordur. Bilinç meselesinin kendisi çok soyuttur ve yalnızca görüşlere dayanır, gerçeklere değil. Ancak, bu sorular kesinlikle önemlidir. Ayrıca bu konu hakkında filozoflar ve etikçilerle tartışmalara katılıyoruz. Onları bu soruna ilgi duymaya çalışıyoruz. Bu konulardaki ilk bilimsel yayınlar halihazırda ortaya çıkıyor. Felsefe veya etik konusunda uzman değiliz, bu nedenle bu alanlardaki uzmanların konuşmasını istiyoruz. Yarattığımız teknolojinin toplumda kabul görmesini istiyoruz. Bu konuda şimdiye kadar yapılan araştırmalar, toplumun şu anda bu tür teknolojileri farklı algıladığını gösteriyor - bazen korku, bazen de ilgi ve umut uyandırıyorlar," diye belirtti Dr. Kurtys.

Canlı bilgisayarlar ortaya çıkarsa ve yaygın olarak kullanılırsa, geleneksel işlemcilerin ortadan kalkmasına neden olma olasılıkları düşüktür. "Farklı teknolojilerin aynı anda, farklı amaçlar için kullanılacağı bir gelecek görüyorum. Çeşitli işlemcilerimiz olacak. Belirli uygulamalar için çok sayıda sistem halihazırda yaratılıyor. Ayrıca, seçili görevler için mükemmel olması gereken normal bilgisayarların yanında kuantum işlemciler de geliştiriliyor. Canlı sinir ağları için de benzer olacak. Örneğin, geleneksel bir bilgisayar tekrarlayan görevlerle bir insandan daha iyi başa çıkıyor, ancak örneğin beyin bilgileri çok daha iyi filtreliyor. Bence tüm teknolojiler yerini bulacak. Öte yandan, biyolojik sinir ağlarının silikon işlemcilerde oluşturulanlardan daha verimli olacağına inanıyoruz, bu nedenle bazı yerlerde bunların yerini alabilirler," diye ekledi uzman.

Dr. Ewelina Kurtys, İsviçreli FinalSpark şirketinde biyolojik bilgisayarlar üzerinde çalışan bir bilim insanıdır. Nörobilim ve yeni teknolojilerin ticarileştirilmesi ve bunların geliştirilmesine yönelik stratejiler konusunda uzmandır.

Marek Matacz (PAP)

mat/ bar/ mhr/