Cov thev naus laus zis digital yog me ntsis ze rau biology, DNA thiab lub hlwb

Elon Musk paub tseeb tias yav tom ntej neeg yuav muaj peev xwm tsim kom muaj lub hlwb-computer interface. Nyob rau lub sijhawm no, peb hnov ​​​​txog lub sijhawm hais txog nws qhov kev sim ntawm cov tsiaj, thawj zaug ntawm npua, thiab tsis ntev los no ntawm cov liab. Lub tswv yim tias Musk yuav tau txais nws txoj hauv kev thiab tuaj yeem cog qhov chaw sib txuas lus hauv ib tus neeg lub taub hau fascinates ib txhia, ntshai lwm tus.

Nws tsis yog tsuas yog ua haujlwm tshiab Musk. Cov kws tshawb fawb los ntawm UK, Switzerland, Lub teb chaws Yelemees thiab Ltalis tsis ntev los no tau tshaj tawm cov txiaj ntsig ntawm qhov project uas tau ua ke artificial neurons nrog ntuj (1). Tag nrho cov no yog ua tiav los ntawm Is Taws Nem, uas tso cai rau kev lom neeg thiab "silicon" neurons sib txuas lus. Qhov kev sim koom nrog kev loj hlob neurons hauv nas, uas tau siv rau kev taw qhia. Pawg thawj coj Stefano Vassanelli tau tshaj tawm tias cov kws tshawb fawb thawj zaug tau tswj xyuas kom pom tias cov neurons dag tso rau ntawm lub nti tuaj yeem txuas ncaj qha nrog cov kab mob lom.

Cov kws tshawb fawb xav siv kom zoo dua Artificial neural networks rov ua haujlwm kom zoo ntawm thaj chaw puas ntawm lub hlwb. Thaum cog rau hauv ib qho tshwj xeeb cog, cov neurons yuav ua raws li ib yam ntawm cov prosthesis uas yuav hloov mus rau lub ntuj tej yam kev mob ntawm lub hlwb. Koj tuaj yeem nyeem ntxiv txog qhov project nws tus kheej hauv ib tsab xov xwm hauv Kev Tshaj Tawm Txog Kev Tshawb Fawb.

Facebook xav nkag rau hauv koj lub hlwb

Cov neeg uas ntshai cov thev naus laus zis tshiab no yuav yog, tshwj xeeb tshaj yog thaum peb hnov ​​​​qhov ntawd, piv txwv li, peb xav xaiv "cov ntsiab lus" ntawm peb lub hlwb. Ntawm ib qho kev tshwm sim nyob rau lub Kaum Hlis 2019 los ntawm Facebook-txhawb qhov chaw tshawb fawb Chan Zuckerberg BioHub, nws tau tham txog kev cia siab rau lub hlwb tswj cov cuab yeej uas yuav hloov cov nas thiab cov keyboard. "Lub hom phiaj yog kom tswj tau cov khoom hauv virtual lossis ntxiv qhov tseeb nrog koj cov kev xav," said Zuckerberg, hais los ntawm CNBC. Facebook yuav CTRL-labs, qhov pib uas tsim lub hlwb-khoos phis tawj interface, rau yuav luag ib txhiab daus las.

Ua haujlwm ntawm lub hlwb-lub computer interface tau tshaj tawm thawj zaug ntawm Facebook F8 lub rooj sib tham hauv 2017. Raws li lub tuam txhab txoj kev npaj mus sij hawm ntev, ib hnub uas tsis yog-invasive wearable li yuav tso cai rau cov neeg siv sau cov lus tsuas yog xav txog lawv. Tab sis hom kev siv tshuab no tseem nyob rau theem pib, tshwj xeeb tshaj yog vim peb tab tom tham txog kev kov, tsis muaj kev cuam tshuam. "Lawv lub peev xwm los txhais qhov tshwm sim hauv lub hlwb rau hauv lub cev muaj zog yog txwv. Rau lub sijhawm zoo, ib yam dab tsi yuav tsum tau cog, "Zuckerberg tau hais hauv lub rooj sib tham tau hais tseg.

Cov neeg puas yuav tso cai rau lawv tus kheej "cog ib yam dab tsi" los txuas nrog cov neeg paub txog lawv txoj kev noj qab haus huv tsis zoo rau cov ntaub ntawv ntiag tug los ntawm facebook? (2) Tej zaum cov neeg zoo li no yuav raug pom, tshwj xeeb tshaj yog thaum nws muab lawv txiav cov ntawv uas lawv tsis xav nyeem. Thaum Lub Kaum Ob Hlis 2020, Facebook hais rau cov neeg ua haujlwm nws tau ua haujlwm ntawm lub cuab yeej los sau cov ntaub ntawv kom cov neeg siv tsis tas yuav nyeem nws. Nyob rau tib lub rooj sib tham, nws tau nthuav tawm cov phiaj xwm ntxiv rau lub neural sensor txhawm rau txheeb xyuas tib neeg kev xav thiab txhais lawv ua haujlwm hauv lub vev xaib.

2. Lub hlwb thiab cuam tshuam ntawm Facebook

Dab tsi yog lub hlwb siv computer ua los ntawm?

Cov phiaj xwm no tsis yog kev siv zog nkaus xwb los tsim. Kev sib txuas ntawm lub ntiaj teb no tsis yog lub hom phiaj nkaus xwb. Muaj, piv txwv li. neuromorphic engineering, ib tug qauv tsom rau recreating lub peev xwm ntawm cov tshuab tib neeg lub hlwb, piv txwv li, nyob rau hauv cov nqe lus ntawm nws lub zog efficiency.

Nws tau kwv yees tias los ntawm 2040, cov peev txheej hluav taws xob thoob ntiaj teb yuav tsis tuaj yeem ua tau raws li peb cov kev xav tau hauv kev suav yog tias peb ua raws li cov thev naus laus zis silicon. Yog li ntawd, nws yog ib qho tsim nyog yuav tsum tau tsim cov txheej txheem tshiab uas tuaj yeem ua cov ntaub ntawv sai dua thiab, qhov tseem ceeb tshaj, muaj zog dua. Cov kws tshawb fawb tau paub ntev ntev tias cov txuj ci ua yeeb yam tuaj yeem yog ib txoj hauv kev kom ua tiav lub hom phiaj no. tib neeg lub hlwb.

W silicon computers cov haujlwm sib txawv yog ua los ntawm cov khoom sib txawv ntawm lub cev, uas ua rau lub sijhawm ua haujlwm ntau dua thiab ua rau muaj cua sov loj heev. Nyob rau hauv sib piv, cov neurons nyob rau hauv lub hlwb muaj peev xwm ib txhij xa thiab tau txais cov ntaub ntawv nyob rau hauv ib tug loj network ntawm kaum lub sij hawm lub voltage ntawm peb cov computers siab heev.

Lub ntsiab kom zoo dua ntawm lub hlwb tshaj nws cov silicon counterparts yog nws muaj peev xwm ua cov ntaub ntawv nyob rau hauv parallel. Txhua tus neurons txuas nrog ntau txhiab leej lwm tus, thiab txhua tus ntawm lawv tuaj yeem ua raws li cov khoom siv thiab cov khoom siv rau cov ntaub ntawv. Txhawm rau khaws thiab ua cov ntaub ntawv, raws li peb ua, nws yog ib qho tsim nyog los tsim cov khoom siv lub cev uas tuaj yeem hloov pauv sai thiab zoo ntawm lub xeev kev coj mus rau lub xeev tsis muaj kev cia siab, ib yam li cov neurons. 

Ob peb lub hlis dhau los, ib tsab xov xwm tau luam tawm nyob rau hauv phau ntawv journal Matter txog kev kawm txog cov khoom siv nrog cov khoom zoo li no. Cov kws tshawb fawb ntawm Texas A&M University tau tsim cov nanowires los ntawm cov cim sib xyaw β'-CuXV2O5 uas qhia tau tias muaj peev xwm oscillate ntawm cov xeev ntawm kev coj ua hauv kev teb rau kev hloov pauv hauv qhov kub thiab txias, voltage, thiab tam sim no.

Raws li kev soj ntsuam ze dua, nws tau pom tias lub peev xwm no yog vim qhov txav ntawm tooj liab ions thoob plaws β'-CuxV2O5, uas ua rau electron zog thiab hloov cov khoom conductive ntawm cov khoom. Txhawm rau tswj qhov tshwm sim no, hluav taws xob impulse yog tsim nyob rau hauv β'-CuxV2O5, zoo ib yam li qhov tshwm sim thaum cov kab mob lom neeg xa tawm mus rau ib leeg. Peb lub hlwb ua haujlwm los ntawm kev tua qee cov neurons ntawm lub sijhawm tseem ceeb hauv ib ntus tshwj xeeb. Ib ntu ntawm cov xwm txheej neural ua rau kev ua cov ntaub ntawv, txawm hais tias nws yuav rov qab nco qab lossis ua haujlwm lub cev. Lub tswv yim nrog β'-CuxV2O5 yuav ua haujlwm zoo ib yam.

Hard drive hauv DNA

Lwm thaj chaw ntawm kev tshawb fawb yog kev tshawb fawb raws li biology. txoj kev khaws cov ntaub ntawv. Ib lub tswv yim, uas peb kuj tau piav ntau zaus hauv MT, yog cov hauv qab no. cov ntaub ntawv khaws cia hauv DNA, yog suav hais tias yog ib qho kev cog lus, tsis tshua muaj siab thiab ruaj khov cia nruab nrab (3). Ntawm lwm tus, muaj cov kev daws teeb meem uas tso cai rau khaws cov ntaub ntawv hauv cov genomes ntawm cov cell nyob.

Los ntawm 2025, nws kwv yees tias yuav luag tsib puas exabytes ntawm cov ntaub ntawv yuav raug tsim txhua hnub thoob ntiaj teb. Kev khaws cia lawv tuaj yeem ua tsis yooj yim rau siv. tsoos silicon technology. Cov ntaub ntawv ceev hauv DNA yog qhov muaj peev xwm ntau lab lub sijhawm siab dua li cov qauv siv nyuaj. Nws kwv yees tias ib gram ntawm DNA tuaj yeem muaj txog 215 lab gigabytes. Nws kuj tseem ruaj khov thaum khaws cia kom zoo. Hauv xyoo 2017, cov kws tshawb fawb tau muab cov genome tiav ntawm ib hom nees uas ploj lawm uas nyob 700 xyoo dhau los, thiab xyoo tas los, DNA tau nyeem los ntawm ib tug mammoth uas nyob ib lab xyoo dhau los.

Qhov teeb meem tseem ceeb yog nrhiav txoj hauv kev kev txuas ntiaj teb digital i cov ntaub ntawv nrog lub ntiaj teb biochemical ntawm cov noob. Nws yog tam sim no txog DNA synthesis hauv chav kuaj, thiab txawm tias cov nqi poob qis, nws tseem yog ib txoj haujlwm nyuaj thiab kim heev. Thaum ua ke, cov kab ke yuav tsum tau ua tib zoo khaws cia hauv vitro kom txog thaum lawv npaj rov qab siv dua lossis tuaj yeem nkag mus rau hauv cov hlwb siv CRISPR gene editing technology.

Cov kws tshawb fawb hauv Columbia University tau qhia txog txoj hauv kev tshiab uas tso cai hloov pauv ncaj qha digital electronic signals nyob rau hauv cov ntaub ntawv genetic khaws cia nyob rau hauv lub genomes ntawm cov cell nyob. Harris Wang, ib tug ntawm Singularity Hub pab pawg neeg hais tias "Xav txog cov xov tooj ntawm tes uas tuaj yeem suav thiab rov kho lub cev hauv lub sijhawm tiag tiag," "Peb ntseeg tias thawj kauj ruam yog tuaj yeem nkag ncaj qha rau hauv cov ntaub ntawv binary rau hauv cov hlwb yam tsis tas yuav muaj kev sib txuas hauv vitro DNA."

Txoj haujlwm yog ua raws li CRISPR-based cell recorder, uas Van yav tas los tsim rau cov kab mob E. coli, uas kuaj pom muaj qee yam DNA sib lawv liag hauv lub xovtooj ntawm tes thiab sau cov teeb liab no hauv cov kab mob genome. Lub kaw lus muaj DNA-raws li "sensor module" uas teb rau qee cov cim kev lom neeg. Wang thiab nws cov npoj yaig tau hloov kho lub sensor module ua haujlwm nrog biosensor tsim los ntawm lwm pab pawg, uas nyob rau hauv lem teb rau cov teeb liab hluav taws xob. Thaum kawg, qhov no tso cai rau cov kws tshawb fawb ncaj qha coding ntawm cov ntaub ntawv digital hauv cov kab mob genome. Tus nqi ntawm cov ntaub ntawv uas ib lub xov tooj tuaj yeem khaws tau tsawg heev, tsuas yog peb cov khoom.

Yog li cov kws tshawb fawb pom ib txoj hauv kev los encode 24 cov kab mob sib txawv nrog cov ntaub ntawv sib txawv 3-ntsis nyob rau tib lub sijhawm, rau tag nrho ntawm 72 cov khoom. Lawv siv nws los encode "Nyob zoo ntiaj teb!" cov lus. hauv cov kab mob. thiab tau qhia tias los ntawm kev xaj cov pej xeem sib sau ua ke thiab siv tus qauv tsim tshwj xeeb, lawv tuaj yeem nyeem cov lus nrog 98 feem pua ​​​​qhov tseeb. 

Obviously, 72 ntsis yog deb ntawm lub peev xwm. loj cia niaj hnub hard drives. Txawm li cas los xij, cov kws tshawb fawb ntseeg tias qhov kev daws teeb meem tuaj yeem ua kom nrawm nrawm. Khaws cov ntaub ntawv hauv cov cell nws yog, raws li cov kws tshawb fawb, ntau pheej yig dua li lwm txoj hauv kev coding nyob rau hauv cov noobvim tias koj tuaj yeem loj hlob ntau lub hlwb es tsis txhob mus dhau ntawm cov khoom siv DNA nyuaj. Cells kuj muaj lub peev xwm los tiv thaiv DNA los ntawm ib puag ncig kev puas tsuaj. Lawv tau ua kom pom qhov no los ntawm kev ntxiv E. coli hlwb rau cov av uas tsis muaj sterilized potting thiab tom qab ntawd tso siab tau tshem tawm tag nrho 52-ntsis cov lus los ntawm lawv los ntawm kev sib txuas ntawm cov av hauv cov zej zog microbial. Cov kws tshawb fawb kuj tau pib tsim cov DNA ntawm cov hlwb kom lawv tuaj yeem ua qhov kev xav thiab kev nco.

4. Lub zeem muag ntawm transhumanist singularity raws li theem tom ntej ntawm evolution

kev koom ua ke computer kws i kev sib txuas lus nws muaj kev cuam tshuam nrog kev xav ntawm transhumanist "singularity" kwv yees los ntawm lwm cov futurists zoo li (4). Lub hlwb-tshuab interfaces, hluavtaws neurons, khaws cov ntaub ntawv genomic - tag nrho cov no tuaj yeem txhim kho hauv cov kev taw qhia no. Tsuas muaj ib qho teeb meem xwb - cov no yog tag nrho cov txheej txheem thiab kev sim thaum ntxov ntawm kev tshawb fawb. Yog li cov neeg uas ntshai yav tom ntej no yuav tsum tau so hauv kev thaj yeeb nyab xeeb, thiab cov neeg nyiam ntawm kev sib koom ua ke ntawm tib neeg-tshuab yuav tsum txias.