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2022

03

2022-02-28T12:00:00

Moderne IT-Security

RUBRIKEN

105

Forschungslabor

Aus dem Forschungslabor Folge 39

Wenn Gehirnzellen Pong spielen

von Daniel Richey

Veröffentlicht in Ausgabe 03/2022 - RUBRIKEN

Bislang basierte von Menschen geschaffene Rechenleistung bis hin zur Künstlichen Intelligenz auf Prozessoren, mit ersten Schritten in Sachen Quantencomputer. Nun haben Forscher einen Cluster aus gut einer Million menschlicher Gehirnzellen gezüchtet – und ihm das Spiel Pong beigebracht. Damit erhoffen sie sich, die Vorteile natürlicher biologischer Strukturen wie Adapitivät und Flexibilität nutzen zu können.

Bestehen künftige Rechner nicht mehr aus klassischen Computerchips, sondern aus Gehirnzellen? Diese Frage stellt sich, schauen wir uns das Forschungsergebnis des australischen Startups Cortical Labs [1] an. Die Wissenschaftler haben aus rund einer Million menschlicher Gehirnzellen ein neuronales Netz erzeugt, genannt "DishBrain". Dabei lagern die Zellen auf einem Netzwerk aus Mikroelektroden, um die neuronale Aktivität zu erfassen.
Danach entwickelten die Forscher eine vereinfachte Version des Spieleklassikers Pong, das die Zellen ohne Gegner spielen sollten – sprich: den Balken hin und her bewegen, sodass der Ball nicht verlorengeht. Erstaunlich dabei erscheint, dass die Zellen laut Brett Kagan, Chefwissenschaftler bei Cortical Labs, während des Spiels denken, sie selbst seien der Balken. Sie sind sich also nicht bewusst, dass sie nur ein Spiel steuern. Grafisch veranschaulicht ist das Spiel sowie die Neuronenaktivität auf der Webseite des Startups unter [2].
Menschliche Neuronen spielen Pong und lernen dabei schneller als herkömmliche KIs.
Überlegene Gehirnzellen
Soweit, so gruselig. Doch soll das Ganze natürlich auch einen praktischen Nutzen haben. Denn es scheint, als würden die angezüchteten Gehirnzellen deutlich schneller lernen als so manche herkömmliche KI – annähernd in Echtzeit. Und auch weitere Vorteile erhofft sich das Startup durch die Nutzung natürlicher neuronaler Netze. So könnten derartige biologische Strukturen Probleme in unvorhergesehenen Situationen aufgrund ihrer Adaptivität besser lösen. Auch seien Bionetzwerke resilienter gegenüber Beschädigungen, indem sie lokale Ausfälle dank Reorganisation kompensieren.
Bestehen künftige Rechner nicht mehr aus klassischen Computerchips, sondern aus Gehirnzellen? Diese Frage stellt sich, schauen wir uns das Forschungsergebnis des australischen Startups Cortical Labs [1] an. Die Wissenschaftler haben aus rund einer Million menschlicher Gehirnzellen ein neuronales Netz erzeugt, genannt "DishBrain". Dabei lagern die Zellen auf einem Netzwerk aus Mikroelektroden, um die neuronale Aktivität zu erfassen.
Danach entwickelten die Forscher eine vereinfachte Version des Spieleklassikers Pong, das die Zellen ohne Gegner spielen sollten – sprich: den Balken hin und her bewegen, sodass der Ball nicht verlorengeht. Erstaunlich dabei erscheint, dass die Zellen laut Brett Kagan, Chefwissenschaftler bei Cortical Labs, während des Spiels denken, sie selbst seien der Balken. Sie sind sich also nicht bewusst, dass sie nur ein Spiel steuern. Grafisch veranschaulicht ist das Spiel sowie die Neuronenaktivität auf der Webseite des Startups unter [2].
Menschliche Neuronen spielen Pong und lernen dabei schneller als herkömmliche KIs.
Überlegene Gehirnzellen
Soweit, so gruselig. Doch soll das Ganze natürlich auch einen praktischen Nutzen haben. Denn es scheint, als würden die angezüchteten Gehirnzellen deutlich schneller lernen als so manche herkömmliche KI – annähernd in Echtzeit. Und auch weitere Vorteile erhofft sich das Startup durch die Nutzung natürlicher neuronaler Netze. So könnten derartige biologische Strukturen Probleme in unvorhergesehenen Situationen aufgrund ihrer Adaptivität besser lösen. Auch seien Bionetzwerke resilienter gegenüber Beschädigungen, indem sie lokale Ausfälle dank Reorganisation kompensieren.
Ein weiterer Vorteil, den die Forscher dem menschlichen Gehirn im Vergleich zu Computersystemen zuschreiben, ist der geringe Energieverbrauch. So bestehe das Gehirn aus über einer Milliarde Neuronen und stattet uns mit (mehr oder weniger ausgeprägter) Intelligenz aus, verbrauche dabei aber nur rund 20 Watt an Energie. Schließlich lasse sich biologische Intelligenz gut skalieren, je nach Bedarf. Wenig verwunderlich also, dass der CEO und Mitgründer des Startups, Hon Weng Chong, bisherige Computerchips nur als Übergangstechnologie betrachtet.
Link-Codes
[1] Cortical Labs: https://www.cclabs.ai/
[2] Spielsimulation: http://spikestream.corticallabs.com/