生物處理器 運算平台登場， 16個神經元成就高效率運算，但壽命超短？

位於瑞士的生物計算先鋒初創公司FinalSpark推出了線上平台，使全球研究人員能夠遠程進行體外生物神經元實驗。生物處理器由能夠學習和處理信息的活體神經元組成，能耗僅為傳統數字處理器的百萬分之一，有望減少計算機使用帶來的環境影響。

生物處理器 技術特點

Neuroplatform 平台依賴「Wetware」（濕軟體/濕件）架構，是硬體、軟體和生物學混合體，平台可遠距訪問 16 個「類腦器官」組織，但不是真正人腦。過去「類腦器官」實驗中，科學家會使用人類幹細胞，先分化成腦細胞，再培養成類似人腦結構的組織，軟體和生物技術相結合的體系。Neuroplatform 設計上，使用多電極陣列（MEA）來容納腦類器官，這些器官是由腦組織細胞團形成的三維結構。

• 多電極陣列（MEA）：
  • 每個MEA包含四個腦類器官
  • 每個器官由八個電極進行刺激和記錄
  • 數據通過數字模擬轉換器（Intan RHS 32控制器）進行傳輸，採樣頻率為30kHz，解析度為16位
  • 配備微流體生命支持系統和監控攝像頭，以維持最佳運行條件
• 軟體堆棧：
  • 允許研究人員輸入數據變量，並讀取和解釋處理器輸出
  • 遠程訪問和操作生物計算成為可能

能效與環境影響

生物計算的一個最大優勢是能耗極低。據估計，活體神經元的能量使用量比當前處理器少百萬倍。這意味著，在相似的運算速度和記憶體容量下，人腦僅需10-20瓦的能量，而當前最先進的數字計算機，可能需要達21兆瓦。

能耗數據

• 訓練單個大型語言模型（如GPT-3）需約10GWh
• 這相當於普通歐洲公民一年用電量的6000倍

生物處理器的成功部署有望大幅降低此類能耗，從而減少計算對環境的影響。

FinalSpark 研究與合作

FinalSpark 已向九家機構提供其遠程計算平台的訪問權限，以促進生物處理器的研究與發展。此外，已有三十多所大學對Neuroplatform的訪問表現出興趣。

• 免費訪問權限：為推動生物處理器的研究與發展，FinalSpark向九家機構提供免費訪問權限。
• 合作機構：已有三十多所大學對Neuroplatform表現出興趣。

生物處理器 壽命

儘管矽晶片的壽命可達數年甚至數十年，神經結構形成的生物處理器也具備較長的壽命，但僅適合進行為期數月的實驗。最初，MEA的壽命僅為數小時，但系統改進後，腦類器官的壽命目前可達約100天。

生物計算未來展望

FinalSpark通過其Neuroplatform，展示了生物計算在節能和環保方面的巨大潛力。隨著技術的不斷進步，生物處理器有望成為下一代計算機的重要組成部分，既推動技術進步，又有效減少二氧化碳排放。

資料來源：https://www.businesswire.com/news/home/20240515701469/en/FinalSpark-Launches-the-First-Remote-Research-Platform-Using-Human-Neurons-for-Biocomputing?_gl=117ejwj2_gaMTk0MDgzMDA4LjE3MTU2MDI3OTQ._ga_ZQWF70T3FK*MTcxNTc3MTYwMS42LjEuMTcxNTc3MTYxMi40OS4wLjA