Компьютер из живых клеток: как технологии будущего решат проблему разряженного телефона

Вспомните тот самый момент в середине рабочего дня, когда вы судорожно ищете зарядку. Телефон предательски показывает 5% ярко-красным цветом, а впереди ещё три важных звонка и переписка с клиентами. Мы привыкли, что наши гаджеты становятся всё мощнее: они переводят тексты, рисуют картинки и узнают нас в лицо. Но за всё это приходится платить — либо огромными счетами за электричество, либо тем, что смартфон превращается в горячий кирпич, который «высаживает» батарею за полдня. Мы упёрлись в потолок: привычные железные детальки внутри техники больше не могут работать быстрее, не перегреваясь. И тут учёные предложили решение, которое звучит как сюжет из фильма «Матрица», но это уже наша реальность — компьютеры из живых клеток.

Коротко

• Швейцарские учёные из стартапа FinalSpark создали платформу, где вместо привычных процессоров работают живые нейроны — клетки человеческого мозга.
• Главное преимущество: такой «живой чип» потребляет в 1 миллион раз меньше энергии, чем обычный кремниевый процессор.
• Вместо электричества и сложного охлаждения биокомпьютеру нужны только питательный раствор («сахарная вода») и тепло.
• Технология уже доступна через интернет для удалённых расчётов, но у неё есть свои нюансы: живой процессор живёт около 100 дней и может «уставать».
• В будущем это позволит создавать смартфоны, которые работают неделями без подзарядки.

Что это за «живой компьютер» и зачем он нам нужен?

Представьте, что внутри вашего ноутбука или смартфона стоит не пластина из кремния, а крошечный контейнер с живыми клетками. Эти клетки — нейроны, точно такие же, какими мы с вами думаем, когда считаем сдачу в магазине или планируем отпуск. На Habr уже подробно разбирали, как швейцарские инженеры научились объединять биологию с электроникой в систему под названием «Нейроплатформа».

Зачем такие сложности? Всё дело в аппетите современных технологий. Обычный чип, который сейчас стоит в мощном компьютере, напоминает огромный прожектор. Он светит ярко, но при этом раскаляется так, что на нём можно жарить яичницу, и «жрёт» ток как сумасшедший. Живой нейрон — это светлячок. Он тоже выдаёт результат (думает), но делает это почти бесплатно, потребляя лишь микроскопическую каплю энергии из питательной смеси. Учёные поняли: чтобы наши гаджеты перестали «умирать» к вечеру, нужно перестать пытаться сделать железки умнее и просто использовать то, что природа создала за миллионы лет эволюции.

Почему биочип лучше привычной «железяки»?

Если вы владелец небольшого кафе или бухгалтер, вы знаете, как быстро растут расходы на технику и электричество. Серверы для умных помощников и баз данных требуют кондиционеров, иначе они просто сгорят. Биокомпьютер решает эту проблему радикально. Ему не нужна розетка в привычном понимании, ему нужна «еда». Вместо киловаттов он потребляет глюкозу и аминокислоты.

Разница в эффективности поражает. Чтобы современная нейросеть научилась отличать кошку от собаки, тратятся мегаватты энергии — столько потребляет небольшой посёлок. Живому мозгу для этой же задачи достаточно одного бутерброда. Учёные посчитали, что переход на такие «мокрые технологии» позволит сократить затраты на содержание умных систем в миллионы раз. Это значит, что скоро маленькая студия дизайна или частный репетитор смогут позволить себе своего личного сверхмощного помощника, который не будет стоить как крыло самолёта в обслуживании.

Как это изменит жизнь обычного человека?

Пока что «живые мозги» живут в лабораториях и подключаются к интернету, но давайте заглянем на пару лет вперёд. Как это поможет нам в быту?

Возьмём, к примеру, умную камеру для пункта выдачи заказов. Сейчас, чтобы камера не просто снимала, а узнавала постоянных клиентов и предупреждала о подозрительных личностях, ей нужно много энергии. Либо тянуть провода, либо менять аккумуляторы раз в три дня. Камера на живом чипе сможет делать это месяцами от одной маленькой батарейки, потому что узнавание лиц для живых клеток — это естественная и простая задача, на которую они тратят крохи ресурсов.

Или личный помощник в смартфоне. Сегодня, когда вы просите телефон обработать видео или составить план тренировок, он начинает греться. С био-модулем внутри ваш гаджет будет оставаться холодным, а зарядки хватит на неделю активного использования. А мастер маникюра сможет поставить у себя в кабинете крошечный био-автоответчик, который будет общаться с клиентами человеческим голосом, понимать сложные фразы вроде «запиши на среду, но если будет дождь — давай на четверг», и при этом не будет отправлять ваши данные в облако гигантских корпораций. Всё останется внутри маленькой «живой» коробочки на столе.

Железо, которое может заболеть: главные проблемы

Конечно, всё не так радужно. Основная беда биокомпьютеров в том, что они… смертны. Обычный процессор можно выключить из розетки, положить на полку, а через год включить — и он будет работать. С живыми клетками так не получится. Если питание (глюкоза) перестанет поступать хотя бы на час — «процессор» умрёт навсегда, а вместе с ним могут пропасть и данные.

Сейчас один набор клеток живет в среднем около 100 дней. Это значит, что раз в три месяца «железо» в вашем устройстве придётся менять. Для бизнеса это риск: представьте, что ваш умный сервер внезапно «заболел» или погиб из-за сбоя в системе жизнеобеспечения. К тому же, живой мозг нельзя просто запрограммировать кодом. Его нужно «дрессировать» — поощрять слабыми разрядами тока (аналог дофамина) за правильные действия и наказывать за ошибки. Это долгий процесс, напоминающий воспитание щенка.

Этическая сторона вопроса: а это не больно?

Многих пугает сама мысль: «У меня в телефоне кусок человеческого мозга?». Звучит жутковато. Однако учёные спешат успокоить: 10–20 тысяч клеток — это не личность. У них нет сознания, они не чувствуют боли и не могут «грустить». Это просто биологический материал, выращенный в пробирке. Это не мозг человека в банке, а скорее очень продвинутая форма дрожжей, которые вместо того, чтобы печь хлеб, умеют считать цифры.

Тем не менее, споры о «цифровом гуманизме» только начинаются. Нужно ли будет давать такому компьютеру «выходные», чтобы он не переутомился? Пока что это звучит как шутка, но технологии развиваются так быстро, что завтра мы можем столкнуться с абсолютно новыми правилами жизни.

Частые вопросы

Можно ли уже сейчас купить такой компьютер себе домой?

Нет, в виде готового устройства для дома их пока не существует. Сейчас технология доступна в виде «облачного сервиса»: вы платите около 500 долларов в месяц и получаете удалённый доступ к биочипам в лаборатории через интернет, чтобы проводить свои исследования или обучать умные программы.

А что если клетки внутри чипа начнут размножаться и вылезут наружу?

Это исключено. Клетки находятся в строго контролируемой среде внутри герметичного контейнера. Без специального питательного раствора и поддержания температуры они погибнут за считанные минуты. Так что «восстания живых телефонов» ждать не стоит.

Правда ли, что для создания таких чипов используют мозги реальных людей?

Не совсем так. Для производства используются стволовые клетки, которые в лаборатории «программируют» превратиться в нейроны. Это стандартная медицинская технология, никто не извлекает клетки из живых людей.

Почему нельзя просто сделать обычные батарейки лучше?

Учёные бьются над этим десятилетиями, но мы упираемся в законы химии и физики. Сделать батарейку, которая будет работать в 100 раз дольше, пока невозможно. Поэтому выход один — не увеличивать бак с бензином, а менять прожорливый двигатель на сверхэффективный биологический «мотор».

Мир технологий стоит на пороге удивительных перемен. Возможно, через пять лет фраза «я забыл покормить свой ноутбук» станет такой же привычной, как сегодня — «я забыл поставить телефон на зарядку». Биокомпьютеры — это не просто причуда учёных, а наш единственный шанс сохранить привычный комфорт и умные функции гаджетов, не превращая планету в одну большую дымящуюся серверную.

Это не замена консультации специалиста. Материал носит ознакомительный характер с достижениями в области биотехнологий.