CL1 – “máy tính sống” vận hành bằng tế bào não người đầu tiên trên thế giới

Một startup công nghệ đến từ Úc có tên Cortical Labs vừa gây chú ý khi ra mắt CL1, được mô tả là máy tính sinh học có thể triển khai mã nguồn đầu tiên trên thế giới. Đây là nỗ lực của công ty trong việc xây dựng một dạng trí tuệ nhân tạo bền vững mới mang tên Trí tuệ sinh học tổng hợp (Synthetic Biological Intelligence – SBI).

Máy tính chạy bằng… tế bào thần kinh người

Khía cạnh đặc biệt nhất nằm ở việc thiết bị này tích hợp 800.000 neuron người nuôi cấy trong phòng thí nghiệm với một chip silicon, cho phép giao tiếp hai chiều ở tốc độ cận mili-giây giữa tế bào sống và phần mềm. CL1 được thiết kế phục vụ nghiên cứu thần kinh học và công nghệ sinh học, giúp các nhà khoa học có cách mới để quan sát cách neuron thích nghi và phản hồi với tín hiệu theo thời gian thực.

Các neuron được tái lập trình từ tế bào da hoặc máu của người trưởng thành, có thể duy trì sự sống tới 6 tháng nhờ mô-đun hỗ trợ bên trong: cung cấp dưỡng chất, điều hòa nhiệt độ, lọc chất thải và giữ cân bằng dịch thể. Chúng phát triển trên chip silicon, trao đổi tín hiệu điện thông qua hệ điều hành biOS (Biological Intelligence Operating System), nơi mô phỏng môi trường và truyền thông tin trực tiếp với tế bào.

Hoạt động độc lập, tiêu thụ điện năng thấp

CL1 vận hành mà không cần phần cứng máy tính bên ngoài, có cổng USB, hỗ trợ kết nối camera, cảm biến, thiết bị ngoại vi, cùng màn hình cảm ứng để giám sát và thu thập dữ liệu. Năng lượng tiêu thụ chỉ 850–1000 watt cho một rack 30 đơn vị, thấp hơn nhiều so với khối lượng công việc AI trong các trung tâm dữ liệu hiện nay.

Cortical Labs định vị CL1 như một nền tảng plug-and-play tự chứa, có thể kết nối với hệ thống khác để mở rộng thử nghiệm. Thiết bị cung cấp giao diện lập trình cho việc kích thích và đọc tín hiệu thần kinh, đồng thời được quảng bá là giải pháp thay thế đạo đức hơn cho thử nghiệm trên động vật, nhờ dữ liệu neuron người sát thực tế hơn.

Ứng dụng nghiên cứu y sinh

CL1 có thể mô phỏng các tình trạng bệnh lý như động kinh, Alzheimer, bằng cách sử dụng neuron từ nhiều nguồn hiến tặng hoặc dòng tế bào khác nhau để phát hiện liên kết di truyền và khác biệt cá nhân. Nhiều loại thuốc thần kinh thất bại trong thử nghiệm lâm sàng vì mô hình hiện tại không tái tạo được cách neuron người xử lý dữ liệu sống; CL1 cho phép kiểm tra song song cả tính toán và chức năng tế bào.

Trong một nghiên cứu với mô hình động kinh in vitro, CL1 đã khôi phục khả năng học tập của các tế bào suy giảm sau khi điều trị bằng thuốc chống động kinh. Thiết bị này cũng kế thừa từ nguyên mẫu DishBrain, từng huấn luyện neuron chơi Pong, nhưng được nâng cấp từ 8 lên 59 kênh đầu vào và giảm độ trễ từ 5 ms xuống dưới 1 ms.

Các thí nghiệm trước đây chứng minh neuron có thể học trong vài phút và đôi khi hiệu quả hơn cả thuật toán AI. Công trình áp dụng nguyên lý “năng lượng tự do” của Karl Friston để nghiên cứu cách mạch thần kinh học hỏi và thích nghi. Friston mô tả CL1 là công cụ “mở khóa” để nghiên cứu bộ não sinh học trong môi trường mô phỏng, một “bộ não trong bình” từng chỉ tồn tại trong lý thuyết.

Giá bán và định hướng tương lai

Cortical Labs cho biết việc sản xuất neuron có thể mở rộng đến hàng trăm triệu đơn vị mà không cần thay đổi quy trình, nhưng để đạt tới hàng tỷ thì cần công nghệ khác. Khách hàng phải có giấy phép đạo đức và môi trường phòng thí nghiệm phù hợp.

CL1 sẽ bắt đầu được giao từ mùa hè này với giá 35.000 USD/thiết bị, hoặc 20.000 USD/thiết bị khi mua theo rack 30 đơn vị. Dịch vụ đám mây Cortical Cloud – mô hình “wetware-as-a-service” – có giá 300 USD/tuần/thiết bị, cho phép truy cập từ xa vào các mẫu neuron trong phòng thí nghiệm.

Mục tiêu dài hạn của công ty là phát triển trí tuệ sinh học lai, kết hợp sự thích nghi, tái tạo và hiệu quả của sinh học với khả năng kiểm soát, an toàn của công nghệ, thậm chí có thể vượt qua cả hệ thống silicon truyền thống lẫn não bộ tự nhiên.