बायोकम्प्यूटिंग लैब से डेटा सेंटर तक जाती है
एक स्टार्टअप वह निर्माण कर रहा है जिसे वह दावा करता है कि यह मानव मस्तिष्क कोशिकाओं द्वारा संचालित दुनिया का पहला डेटा सेंटर है, जो जैविक कंप्यूटिंग को एक शोध कौतूहल से व्यावहारिक प्रौद्योगिकी में बदलने का सबसे महत्वाकांक्षी प्रयास है। कंपनी ऑर्गेनॉयड्स, प्रयोगशाला-निर्मित मानव न्यूरॉन्स के समूहों को एक ऐसी सुविधा में मुख्य प्रसंस्करण इकाइयों के रूप में उपयोग करने की योजना बना रही है जो वास्तविक कम्प्यूटेशनल कार्यभार को संभालने के लिए डिज़ाइन की गई है।
यह दृष्टिकोण एक मौलिक लाभ का दोहन करता है जो जैविक तंत्रिका नेटवर्क सिलिकॉन चिप्स पर रखते हैं: ऊर्जा दक्षता। मानव मस्तिष्क प्रति सेकंड लगभग 10 क्विंटिलियन ऑपरेशन करता है जबकि केवल लगभग 20 वाट की शक्ति का उपयोग करता है, एक विशिष्ट प्रकाश बल्ब से कम। आधुनिक डेटा सेंटर मेगावाट बिजली का उपयोग करते हैं और विस्तृत शीतलन प्रणालियों की आवश्यकता होती है जो आगे ऊर्जा लागत जोड़ते हैं।
ब्रेन-सेल कम्प्यूटिंग कैसे काम करती है
तकनीक ऑर्गेनॉयड अनुसंधान में एक दशक की प्रगति पर आधारित है। वैज्ञानিकों ने प्रयोगशाला व्यंजनों में मानव न्यूरॉन्स के समूहों को उगाना सीख लिया है, जहां कोशिकाएं स्वयं को तीन-आयामी संरचनाओं में व्यवस्थित करती हैं जो मस्तिष्क कार्य के समान विद्युत गतिविधि प्रदर्शित करती हैं। ये ऑर्गेनॉयड्स सिनेप्टिक कनेक्शन बनाते हैं, संकेतों को संसाधित करते हैं, और प्राथमिक सीखने के व्यवहार को प्रदर्शित करते हैं।
बायोकम्प्यूटिंग संदर्भ में, ऑर्गेनॉयड्स को माइक्रोइलेक्ट्रोड सरणियों के साथ इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम के साथ जोड़ा जाता है जो न्यूरॉन्स को उत्तेजित करते हैं और उनकी विद्युत प्रतिक्रियाओं को पढ़ते हैं। इनपुट डेटा विद्युत उत्तेजना के पैटर्न के रूप में एन्कोड किया जाता है, ऑर्गेनॉयड इन संकेतों को अपने तंत्रिका नेटवर्क के माध्यम से संसाधित करता है, और आउटपुट को इलेक्ट्रोड सरणी के माध्यम से पढ़ा जाता है।
पिछले प्रदर्शन दिखाते हैं कि ऑर्गेनॉयड्स सरल वीडियो गेम खेल सकते हैं, पैटर्न को पहचान सकते हैं, और बुनियादी वर्गीकरण कार्यों को अंजाम दे सकते हैं। स्टार्टअप इसे हजारों ऑर्गेनॉयड्स को समानांतर में तैनात करके स्केल करने का लक्ष्य रखता है, जिनमें से प्रत्येक कार्यभार का एक हिस्सा संभालता है, पारंपरिक इलेक्ट्रॉनिक्स जैविक प्रसंस्करण इकाइयों के बीच समन्वय और डेटा राउटिंग का प्रबंधन करता है।
ऊर्जा समीकरण
प्राथमिक बिक्री बिंदु ऊर्जा खपत है। जैसे ही AI कार्यभार विस्फोट हुए हैं, डेटा सेंटर शक्ति की मांग एक महत्वपूर्ण बाधा बन गई है। अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी का अनुमान है कि डेटा सेंटर 2030 तक प्रति वर्ष 1,000 टेरावाट-घंटे से अधिक का उपभोग करेंगे, जो मोटे तौर पर जापान की संपूर्ण बिजली खपत के बराबर है।
इस ऊर्जा का अधिकांश शीतलन के बजाय कम्प्यूटेशन में जाता है। सिलिकॉन प्रोसेसर विशाल कचरा गर्मी उत्पन्न करते हैं जिसे लगातार हटाया जाना चाहिए। जैविक तंत्रिका नेटवर्क शरीर के तापमान पर काम करते हैं और न्यूनतम अतिरिक्त गर्मी उत्पन्न करते हैं, संभवतः ऊर्जा-गहन शीतलन बुनियादी ढांचे को खत्म करते हैं।
स्टार्टअप का अनुमान है कि एक बायोकम्प्यूटिंग डेटा सेंटर कुछ कार्यभार को पारंपरिक सिस्टम की ऊर्जा लागत के एक हजारवें हिस्से में कर सकता है। भले ही वास्तविक आंकड़ा कम प्रभावशाली हो, लेकिन बिजली की कमी के साथ संघर्ष करने वाले उद्योग के लिए बचत रूपांतरकारी हो सकती है।
तकनीकी चुनौतियाँ
प्रेरक दृष्टि के बावजूद, महत्वपूर्ण बाधाएं बनी हुई हैं। ऑर्गेनॉयड दीर्घायु एक चिंता है: जबकि न्यूरॉन्स प्रयोगशाला की स्थितियों में महीनों तक जीवित रह सकते हैं, एक डेटा सेंटर वातावरण में हजारों ऑर्गेनॉयड्स को बनाए रखने के लिए पोषक तत्व वितरण, अपशिष्ट निकालना, और पर्यावरणीय नियंत्रण सहित परिष्कृत जीवन-समर्थन प्रणालियों की आवश्यकता होती है।
विश्वसनीयता एक और चुनौती है। सिलिकॉन चिप्स नियतात्मक आउटपुट का उत्पादन करते हैं, जबकि जैविक तंत्रिका नेटवर्क परिवर्तनशीलता और शोर प्रदर्शित करते हैं। इसके चारों ओर इंजीनियरिंग करने के लिए अतिरेक, त्रुटि सुधार, और नई प्रोग्रामिंग दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है जो अभी भी प्रारंभिक विकास में हैं।
गति भी एक सीमा है। जैविक न्यूरॉन्स सैकड़ों हर्ट्ज पर फायर करते हैं, जबकि सिलिकॉन ट्रांजिस्टर अरबों के लिए करते हैं। बायोकम्प्यूटिंग विशाल समानांतरता के माध्यम से क्षतिपूर्ति करता है, जैसे कि कैसे मस्तिष्क के 86 अरब न्यूरॉन्स उल्लेखनीय प्रदर्शन हासिल करते हैं भले ही प्रत्येक इलेक्ट्रॉनिक मानकों द्वारा धीमा हो। एक इंजीनियर प्रणाली में इस समानांतरता को स्केल करना अभी भी अनसुलझा रहता है।
नैतिक विचार
कंप्यूटिंग में मानव मस्तिष्क कोशिकाओं का उपयोग करना नैतिक प्रश्न उठाता है जो प्रौद्योगिकी परिपक्व होने के साथ बढ़ेंगे। वर्तमान ऑर्गेनॉयड्स चेतना के समान कुछ भी प्रदर्शित नहीं करते हैं, लेकिन नैतिक सीमा स्पष्ट रूप से परिभाषित नहीं है। जैसे ही ऑर्गेनॉयड्स बड़े और अधिक जटिल होते हैं, उनके नैतिक दर्जे के बारे में प्रश्नों से बचना कठिन हो जाता है।
बायोएथिकिस्ट्स ने ऑर्गेनॉयड वाणिज्यिकीकरण के लिए स्पष्ट दिशानिर्देश स्थापित करने वाली सक्रिय शासन ढांचे के लिए बुलाए हैं। कोशिका सोर्सिंग, आम तौर पर दान की गई त्वचा कोशिकाओं से प्रोग्राम-परिवर्तित स्टेम कोशिकाओं में फिर न्यूरॉन्स में भेद, सहमति और बौद्धिक संपत्ति के बारे में सवाल उठाता है।
बायोकम्प्यूटिंग के लिए नियामक ढांचे अनिवार्य रूप से अस्तित्वहीन हैं। स्टार्टअप कहता है कि यह नैतिकता बोर्ड और नियामकों के साथ सक्रिय रूप से जुड़ रहा है। प्रमाण-की-अवधारणा सुविधा 18 महीनों के भीतर अपेक्षित है, शुरुआत में AI कार्यभार को लक्षित करते हुए जहां ऊर्जा लाभ सबसे स्पष्ट हैं, पैटर्न मान्यता और विसंगति का पता लगाना सहित।
यह लेख New Scientist द्वारा रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें।
