살아있는 뇌세포로 컴퓨터가 돌아가는 곳 내부에서

케임브리지 교외의 거대한 연구실에서 놀라운 "생물학적 컴퓨터"가 형성되고 있습니다. 연구실에서 배양한 20만 개의 인간 뇌 세포가 실리콘 회로에 위치하여 동기화된 전기 활동을 외부 세계 로 전송하는 화면입니다.

신발 상자 두 개 크기인 CL1은 호주 멜버른에 있는 회사인 Cortical Labs에서 개발했습니다. Cortical Labs는 "합성 생물 지능"(SBI)을 개발하는 데 주력하고 있습니다. SBI는 기존 전자 기술과 양자 컴퓨팅과 같은 새로운 기술을 훨씬 뛰어넘는 잠재력을 가진 새로운 형태의 컴퓨팅입니다.

살아있는 뇌세포로 구동되는 바이오컴퓨터

"우리의 뇌처럼 바이오컴퓨터는 정보 처리 시 기존 전자기기보다 몇 배나 적은 에너지를 소비합니다. 향후 로봇공학, 보안, 메타버스 등에 활용될 수 있습니다."라고 코티컬 랩스의 CEO 혼 웽 총은 파이낸셜 타임스와의 인터뷰에서 밝혔습니다.

에너지를 많이 소모하는 기존의 전자 기기에 대한 대안을 모색하면서 바이오컴퓨팅이라는 새로운 분야가 탄생했습니다. 이 장치의 핵심 아이디어는 "뉴로모픽" 프로세싱과 AI를 통해 실리콘에서 뇌세포의 지능을 모방하는 것이 아니라, 뇌세포의 지능에 직접 접근하는 것입니다.

CL1의 초기 응용 분야는 신경 과학과 제약 연구에 적용되어 다양한 화학 물질과 약물 후보가 뇌 세포 정보 처리에 어떻게 영향을 미치는지 탐구하는 데 도움이 되고 있습니다.

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CL1 바이오컴퓨터 내부에서 인간의 뉴런은 실리콘 회로 위에서 성장합니다. 사진: 파이낸셜 타임스.

"혁신의 다음 단계는 기존 AI 시스템을 뛰어넘는 새롭고 더욱 진보된 형태의 컴퓨팅을 창출하는 것입니다. 이는 생명체 지능의 기반이 되는 뉴런이라는 동일한 프로세서를 사용합니다."라고 Chong은 덧붙였습니다.

한편, 케임브리지 대학교 임상신경학과 교수이자 bit.bio의 창립자인 마크 코터에게 CL1의 중요성은 뇌 세포의 계산 능력을 안정적으로 평가할 수 있는 최초의 "기계"라는 사실에 있습니다.

또한 Cortical Labs 과학자 들과 학술적으로 협력한 런던대학교 신경과학 교수인 칼 프리스턴은 이 장치가 상업적으로 이용 가능한 최초의 생물학적 컴퓨터 시뮬레이션으로 간주될 수 있다고 말했습니다.

"하지만 이 기술의 진정한 선물은 적어도 현재로서는 컴퓨터 과학을 위한 것이 아닙니다. 오히려 과학자들이 작은 뇌를 대상으로 실험을 수행할 수 있도록 해주는 기술입니다."라고 프리스턴은 말했습니다.

과제와 미래 전망

CL1 시스템 내부에서는 실험실에서 배양한 뉴런이 평평한 금속 및 유리 전극 배열에 배치됩니다. 59개의 전극이 더욱 안정적인 네트워크의 기반을 형성하여 사용자가 신경망 활성화를 고도로 제어할 수 있도록 합니다.

이 SBI "두뇌"는 직사각형 생명 유지 상자에 넣어져 실시간으로 작동하는 소프트웨어 시스템에 연결됩니다.

"관류 구성 요소는 세포의 생명 유지 장치 역할을 합니다. 노폐물을 걸러내고, 온도를 조절하고, 기체를 혼합하고, 펌프질을 통해 모든 것이 계속 움직이도록 합니다."라고 Cortical Labs의 최고 과학 책임자인 브렛 케이건은 설명합니다.

코티컬 랩스는 연구실에서 상자를 조립하여 최초의 생물학적 신경망 서버 스택을 구축하고 있습니다. 이 스택은 전극 배열에 세포가 배열된 30개의 개별 유닛으로 구성되어 있으며, 향후 몇 달 안에 온라인 서비스를 시작할 예정입니다.

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전자 회로에서 성장하는 신경 세포의 미세한 모습. 사진: 파이낸셜 타임스.

팀의 현재 목표는 2025년 말까지 클라우드를 통해 4개의 서버 랙을 상업적으로 사용할 수 있도록 하는 것입니다. CL1 박스 한 랙은 약 850~1,000와트의 전력만 사용합니다. 각 박스의 가격은 약 35,000달러이며, 작동을 위해 외부 컴퓨터가 필요하지 않습니다.

그러나 또 다른 주요 문제는 신경 세포가 CL1에서 몇 달밖에 생존할 수 없다는 것입니다. CL1은 영양분을 공급하고 노폐물을 제거하는 끊임없는 체액 흐름에 의해 유지됩니다.

"이런 시스템의 한 가지 단점은 아직 메모리를 어떻게 옮겨야 할지 모른다는 것입니다. 시스템이 다운되면 처음부터 다시 시작해야 합니다."라고 Chong은 말했습니다.

총은 또한 바이오컴퓨터와 신경 세포 배양이 의식의 기본 요소를 개발할 경우 미래에 발생할 수 있는 윤리적 문제를 알고 있습니다.

"이러한 시스템은 자극에 반응하고 이를 통해 학습하기 때문에 지각력이 있습니다. 우리는 인간의 뇌가 어떻게 작동하는지 더 자세히 연구할 것이지만, 수족관에 뇌를 만들 생각은 없습니다."라고 Cortical Labs의 CEO는 말했습니다.

출처: https://znews.vn/ben-trong-noi-tao-ra-may-tinh-chay-bang-te-bao-nao-song-post1565252.html