Các nhà nghiên cứu Úc đã huấn luyện các tế bào não người nuôi cấy trong phòng thí nghiệm trên một chip máy tính silicon để chơi trò chơi bắn súng kinh điển thập niên 1990 có tên Doom. Thành tựu này được xem là một bước tiến mới trong lĩnh vực “máy tính sinh học”, đồng thời cho thấy các nơron sống có khả năng học hỏi và thích nghi với môi trường số.
Công trình được thực hiện bởi Cortical Labs, công ty công nghệ sinh học đang phát triển các hệ thống kết hợp giữa tế bào thần kinh sống và phần cứng điện tử.
Mỗi “máy tính sinh học” của Cortical Labs chứa khoảng 200.000 tế bào não người sống, được nuôi từ tế bào gốc tạo ra từ các mẫu máu hiến tặng. Trước đó, hệ thống này đã học được cách chơi Pong – trò chơi điện tử yêu cầu điều khiển thanh trượt để đánh bóng qua lại trên màn hình.
Sau khi vượt qua thử thách đó, các nhà nghiên cứu quyết định nâng độ khó bằng Doom, một trò chơi bắn súng góc nhìn thứ nhất với môi trường 3D phức tạp, đòi hỏi người chơi phải di chuyển, quan sát và tiêu diệt đối thủ.
“Ban đầu, các nơron chỉ ở trình độ của một người chưa từng chơi trò chơi điện tử,” ông Alon Loeffler, nhà khoa học ứng dụng cấp cao của Cortical Labs, nói với AFP.
Theo ông, những “người chơi” đặc biệt này thường xuyên đâm vào tường, bắn vào tường hoặc quay vòng vô định. Tuy nhiên, theo thời gian, chúng dần học được cách nhận diện và nhắm bắn kẻ thù chính xác hơn, cho dù khả năng chơi game của hệ thống vẫn còn khá sơ khai.
Tuy nhiên, theo Cortical Labs, kết quả này cho thấy các nơron sống có thể thích nghi với kích thích theo thời gian thực và thực hiện quá trình học tập hướng tới mục tiêu cụ thể.
Mới chỉ là bước khởi đầu
Để huấn luyện hệ thống, các nhà nghiên cứu đã chuyển đổi môi trường số của Doom thành các mẫu tín hiệu điện mà nơron trên chip có thể hiểu được.
Khi một kẻ thù xuất hiện, các điện cực trên con chip chuyên dụng mang tên CL1 sẽ kích thích các nơron, tạo ra phản ứng tương ứng. Những mô hình hoạt động thần kinh khác nhau sẽ dẫn đến các hành động khác nhau trong trò chơi, chẳng hạn như bắn súng hoặc di chuyển sang trái, phải.
Hoạt động của các nơron được theo dõi liên tục thông qua máy tính kết nối với CL1. Dựa trên dữ liệu thu thập được, nhóm nghiên cứu điều chỉnh tín hiệu đầu vào nhằm định hướng và cải thiện quá trình học của hệ thống.
Theo Cortical Labs, CL1 không chỉ được thiết kế cho trò chơi điện tử mà còn có thể phục vụ nhiều ứng dụng khác như sàng lọc thuốc, mô hình hóa bệnh tật, robot tự hành và các hệ thống học máy tương tự trí tuệ nhân tạo.
“Chúng tôi mới chỉ chạm vào bề mặt những gì các vật phẩm nuôi cấy thần kinh này có thể đạt được khi được tích hợp vào những hệ thống như CL1,” ông Brett Kagan, Giám đốc khoa học và vận hành của Cortical Labs, cho biết.
Ông cho biết công nghệ này đã được thử nghiệm trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ robot, các tác vụ học tập thời gian thực, đến y học, chăm sóc sức khỏe, sàng lọc thuốc và y học cá thể hóa.
Không phải “khoa học viễn tưởng”
Kagan mô tả CL1 là “một dạng trí tuệ mạnh mẽ và bền vững hơn”. Theo ông, bộ não con người chỉ tiêu thụ khoảng 20 watt điện – mức hiệu quả năng lượng mà các hệ thống điện toán silicon và AI hiện nay vẫn chưa thể đạt tới. “Mục tiêu của chúng tôi không phải thay thế AI, mà là mang đến những năng lực mà trước đây con người chưa từng có,” ông nói.
Hiện các tế bào não trên chip có tuổi thọ khoảng sáu tháng và chưa thể tạo ra các kết quả ổn định, có thể lập trình chính xác như máy tính truyền thống. Tuy nhiên, nhiều chuyên gia cho rằng tiềm năng lớn nhất của công nghệ này nằm ở khả năng xử lý thông tin với mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn đáng kể so với các bộ xử lý hiện nay.
“Chúng ta cần những phương thức tốt hơn để quản lý năng lượng và nâng cao hiệu quả tính toán,” ông William Keating, Giám đốc điều hành công ty nghiên cứu bán dẫn Ingenuity, nhận định.
“Đây không phải là một ý tưởng kỳ quặc hay trò lừa đảo. Đây là khoa học thực sự và đang đạt được những tiến bộ thực sự.”
Các nhà nghiên cứu Úc đã huấn luyện các tế bào não người nuôi cấy trong phòng thí nghiệm trên một chip máy tính silicon để chơi trò chơi bắn súng kinh điển thập niên 1990 có tên ‘Doom’. Ảnh: AFP
