जीव विज्ञान सिलिकॉन से मिलता है
एक ऑस्ट्रेलियाई स्टार्टअप Cortical Labs जीवंत मानव मस्तिष्क कोशिकाओं द्वारा संचालित कंप्यूटिंग हार्डवेयर चलाने के लिए डिज़ाइन किए गए पहले डेटा सेंटर का निर्माण कर रहा है। कंपनी अपनी मालिकाना न्यूरॉन-भरी चिप्स को होस्ट करने के लिए दो सुविधाओं का निर्माण करने की योजना बना रही है, जो पारंपरिक डेटा सेंटर आर्किटेक्चर से एक मौलिक प्रस्थान है और यह दर्शाता है कि कंप्यूटिंग इंफ्रास्ट्रक्चर कैसा दिख सकता है।
यह तकनीक, जिसे जैविक कंप्यूटिंग या ऑर्गेनॉयड इंटेलिजेंस के रूप में जाना जाता है, सेमीकंडक्टर चिप्स पर मानव न्यूरॉन्स के नेटवर्क को विकसित करना शामिल है। ये जैविक न्यूरल नेटवर्क पारंपरिक सिलिकॉन प्रोसेसर से अलग तरीके से जानकारी को प्रक्रिया कर सकते हैं, संभवतः ऊर्जा दक्षता, अनुकूलन क्षमता और पैटर्न मान्यता के कुछ प्रकारों में लाभ प्रदान करते हैं।
जैविक कंप्यूटिंग कैसे काम करती है
Cortical Labs का दृष्टिकोण मानव स्टेम कोशिकाओं से शुरू होता है जो न्यूरॉन्स में विभेदित होते हैं और मल्टी-इलेक्ट्रोड सरणियों पर संस्कृत होते हैं। ये सरणियां न्यूरॉन्स को इनपुट प्रदान करने के लिए इंटरफेस और उनके आउटपुट को पढ़ने का साधन दोनों प्रदान करती हैं। जैसे-जैसे न्यूरॉन्स बढ़ते हैं और कनेक्शन बनाते हैं, वे एक जैविक न्यूरल नेटवर्क बनाते हैं जिसे कम्प्यूटेशनल कार्यों को निष्पादित करने के लिए प्रशिक्षित किया जा सकता है।
कंपनी को 2022 में व्यापक ध्यान आकर्षित किया गया था जब इसने प्रदर्शित किया कि इसकी न्यूरॉन चिप्स वीडियो गेम Pong खेलना सीख सकते हैं। हालांकि यह एक अपेक्षाकृत सरल कार्य था, लेकिन इसने साबित कर दिया कि जैविक न्यूरल नेटवर्क जानकारी प्राप्त कर सकते हैं, इसे प्रक्रिया कर सकते हैं और सार्थक आउटपुट उत्पन्न कर सकते हैं, जो किसी भी कंप्यूटिंग सिस्टम की मूल आवश्यकताएं हैं।
तब से, Cortical Labs तकनीक को स्केल करने और इसकी विश्वसनीयता में सुधार करने के लिए काम कर रहा है। डेटा सेंटर का निर्माण इस दिशा में एक बड़ा कदम है, जो प्रयोगशाला प्रदर्शनों से इंफ्रास्ट्रक्चर की ओर बढ़ रहा है जो अंततः वाणिज्यिक अनुप्रयोगों को समर्थन कर सकता है।
संभावित लाभ
जैविक कंप्यूटिंग के समर्थक पारंपरिक सिलिकॉन चिप्स पर कई संभावित लाभों को इंगित करते हैं:
- ऊर्जा दक्षता: जैविक न्यूरॉन्स समान गणना करने वाले ट्रांजिस्टर की तुलना में अत्यंत कम शक्ति पर काम करते हैं
- अनुकूलन क्षमता: न्यूरल नेटवर्क नए इनपुट के जवाब में खुद को पुनर्गठित और पुनः जोड़ सकते हैं, जो हार्डवेयर-स्तरीय सीखने का एक रूप है
- दोष सहिष्णुता: जैविक सिस्टम तब भी काम करना जारी रख सकते हैं जब व्यक्तिगत घटक विफल हो जाते हैं
- उपन्यास गणना: न्यूरॉन्स सिलिकॉन में दोहराना मुश्किल तरीकों से जानकारी को संसाधित करने में सक्षम हो सकते हैं
ऊर्जा लाभ एक ऐसे युग में विशेष रूप से आकर्षक है जब डेटा सेंटर विश्व बिजली के बढ़ते हिस्से का उपभोग कर रहे हैं। AI प्रशिक्षण और अनुमान कार्यभार ने डेटा सेंटर निर्माण में एक विस्फोट को चलाया है, और कोई भी तकनीक जो कंप्यूटेशन की ऊर्जा लागत को काफी कम कर सकती है, वह अत्यधिक वाणिज्यिक मूल्य रखेगी।
महत्वपूर्ण चुनौतियाँ बनी रहती हैं
प्रौद्योगिकी अभी भी विकास के बहुत शुरुआती चरणों में है, और जैविक कंप्यूटिंग पारंपरिक दृष्टिकोणों के साथ प्रतिस्पर्धा करने से पहले महत्वपूर्ण चुनौतियों को दूर करना होगा। जीवंत न्यूरॉन्स को सावधानीपूर्वक नियंत्रित वातावरण की आवश्यकता है, जिसमें विशिष्ट तापमान, पोषक तत्व की आपूर्ति और अपशिष्ट हटाने की प्रणालियां शामिल हैं। इन स्थितियों को डेटा सेंटर स्केल पर बनाए रखना इंजीनियरिंग जटिलताओं का परिचय देता है जो सिलिकॉन चिप्स के साथ मौजूद नहीं हैं।
विश्वसनीयता एक और चिंता है। जैविक प्रणालियां स्वाभाविक रूप से परिवर्तनशील हैं, और हजारों न्यूरॉन चिप्स में सुसंगत कम्प्यूटेशनल कार्यक्षमता सुनिश्चित करने के लिए जीव विज्ञान और इंजीनियरिंग दोनों में प्रगति की आवश्यकता होगी। न्यूरॉन संस्कृतियों का जीवनकाल पारंपरिक डेटा सेंटर हार्डवेयर से अपेक्षित सतत संचालन के वर्षों की तुलना में भी सीमित है।
नैतिक विचार भी हैं। कंप्यूटिंग सिस्टम में मानव न्यूरॉन्स का उपयोग करने से ऐसे सवाल उठते हैं जिनसे तकनीकी उद्योग को पहले कभी नहीं जूझना पड़ा है। जबकि Cortical Labs द्वारा उपयोग किए जाने वाले न्यूरॉन्स स्टेम कोशिकाओं से प्राप्त हैं और मस्तिष्क या चेतना से कुछ भी नहीं बनाते हैं, जैविक कंप्यूटिंग के लिए नैतिक ढांचे अभी भी विकास में हैं।
उद्योग संदर्भ
Cortical Labs जैविक कंप्यूटिंग की खोज करने वाली एकमात्र कंपनी नहीं है, लेकिन यह वाणिज्यिक तैनाती के लिए इंफ्रास्ट्रक्चर निर्माण के संदर्भ में सबसे आगे प्रतीत होता है। संयुक्त राज्य अमेरिका, यूरोप और एशिया के शैक्षणिक अनुसंधान समूह भी ऑर्गेनॉयड कंप्यूटिंग की जांच कर रहे हैं, और हाल के वर्षों में इस क्षेत्र में कई अन्य स्टार्टअप्स प्रवेश किए हैं।
व्यापक कंप्यूटिंग उद्योग इन विकासों को सावधानीपूर्वक देख रहा है। जैसे-जैसे Moore's Law धीमा हो रहा है और AI की ऊर्जा मांग बढ़ती जा रही है, वैकल्पिक कंप्यूटिंग प्रतिमानों को किसी भी पिछले समय की तुलना में अधिक ध्यान और निवेश प्राप्त हो रहा है। क्वांटम कंप्यूटिंग, न्यूरोमॉर्फिक चिप्स, और अब जैविक कंप्यूटिंग सभी एक उद्योग के लिए संभावित रास्ते का प्रतिनिधित्व करते हैं जो पारंपरिक सिलिकॉन तकनीक की भौतिक सीमाओं तक पहुंच रहा है।
व्यावसायीकरण की ओर रास्ता
Cortical Labs की डेटा सेंटर योजनाएं इस बात पर दांव लगाती हैं कि जैविक कंप्यूटिंग अपेक्षाकृत कम समय सीमा में प्रयोगशाला की जिज्ञासा से व्यावहारिक प्रौद्योगिकी में जा सकती है। कंपनी ने यह प्रकट नहीं किया है कि सुविधाएं कब परिचालन में आएंगी या वे शुरुआत में किस अनुप्रयोग को समर्थन करेंगी। हालांकि, समर्पित डेटा सेंटर बनाने का निर्णय इस विश्वास का संकेत देता है कि प्रौद्योगिकी एक परिपक्वता स्तर के पास आ रही है जहां यह वास्तविक वाणिज्यिक मूल्य प्रदान कर सकती है, भले ही यह अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए पारंपरिक कंप्यूटिंग को प्रतिस्थापित करने से बहुत दूर हो।
यह लेख New Scientist की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें।
