在《黑鏡》新一季的首集《普通人》里,女主在意外腦死亡后,男主給其接入了“云端大腦”服務(wù),她的部分大腦被切除,換成芯片連接至云端,一個(gè)月給軟件公司支付幾百美金的“訂閱費(fèi)”,以維持“意識在線”。
這可能是《硅谷》之后,對于科技巨頭辛辣的諷刺了。
然而僅在《黑鏡》播出兩個(gè)月后,現(xiàn)實(shí)中已悄然浮現(xiàn)類似技術(shù)的雛形。
一家名為Cortical Labs的澳大利亞初創(chuàng)公司,宣布全球首款商業(yè)化生物計(jì)算平臺——CL1正式發(fā)售。
CL1不是一臺普通的電腦,它內(nèi)部擁有80萬個(gè)活體人類神經(jīng)元,通過精密的電子接口與傳統(tǒng)硅芯片連接,構(gòu)成一種“混合智能”。它不僅能處理信息,還能自主學(xué)習(xí)、適應(yīng)環(huán)境,表現(xiàn)出某種程度上的“類意識”特征。
是的,你沒聽錯(cuò):
這是一個(gè)“活著”的計(jì)算機(jī)。
理論神經(jīng)科學(xué)家Carl Friston說:“從某種角度來看,CL1可以被視為首款商業(yè)化的仿生計(jì)算機(jī),是使用真實(shí)神經(jīng)元的終極類腦計(jì)算機(jī)。”
當(dāng)人們還在擔(dān)心作為碳基生物,比不上AI這樣的硅基對手時(shí),CL1這種“硅碳融合”的思路,會成為馬斯克所想的“人+AI”成為超人的路徑嗎?
一、當(dāng)硅遇上細(xì)胞
生物計(jì)算并非新概念。過去幾十年,科學(xué)家們曾設(shè)想用DNA、蛋白質(zhì)甚至細(xì)胞作為計(jì)算媒介。但CL1是目前為止,第一臺真正將人類神經(jīng)細(xì)胞應(yīng)用于商業(yè)用途的生物計(jì)算平臺。
想象一下,80萬個(gè)活體人類神經(jīng)元被小心翼翼地漂浮在一個(gè)定制的硅芯片之上。每當(dāng)外部系統(tǒng)發(fā)出電信號,這些神經(jīng)元會在亞毫秒級別做出反應(yīng),就像人類的接收信息、作出反應(yīng)一樣自然、迅速和隨機(jī)。
這就是CL1的技術(shù)核心:不是讓芯片模仿大腦,而是干脆直接把部分“大腦”接入芯片,用硅芯片結(jié)合人類活體神經(jīng)元,創(chuàng)造出一種既能像人類大腦一樣學(xué)習(xí),又能像計(jì)算機(jī)一樣高效處理信息的混合智能系統(tǒng)。
CL1從外觀上看更像是一個(gè)高科技培養(yǎng)皿,而非傳統(tǒng)意義上的計(jì)算機(jī)。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由三部分組成:
一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架計(jì)算節(jié)點(diǎn);
一個(gè)支持電生理信號記錄與刺激的微電極陣列系統(tǒng)(MEA);
以及重要也“有生命感”的組件:溫控培養(yǎng)單元。
MEA是打通“人腦”和“機(jī)腦”之間的橋梁,它能讓電信號在硅芯片與神經(jīng)元之間自由流動(dòng),同時(shí)記錄它們的活動(dòng)模式。
溫控培養(yǎng)單元?jiǎng)t是保證CL1“活著”的關(guān)鍵。每臺CL1包含80萬個(gè)實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的人類神經(jīng)元,這些神經(jīng)元取自于成年捐贈者的皮膚或血液樣本,溫控培養(yǎng)單元可以為其提供營養(yǎng)、控制溫度、過濾廢物并維持液體平衡,確保這些神經(jīng)元存活長達(dá)六個(gè)月。
而這80萬個(gè)神經(jīng)元,也并不只是被動(dòng)地響應(yīng)信號,它們具備一定程度的自主性和可塑性,會對反饋?zhàn)龀鰟?dòng)態(tài)響應(yīng)。
2022年發(fā)表在《Neuron》期刊的一項(xiàng)研究顯示,Cortical Labs的早期系統(tǒng)DishBrain就曾通過訓(xùn)練,讓這些神經(jīng)元學(xué)會玩《Pong》(早的電子游戲《乒》)。
當(dāng)游戲開始時(shí),神經(jīng)元并不知道規(guī)則,但通過連續(xù)反饋“擊中”或“失誤”時(shí)給予不同電信號,它們很快就學(xué)會了如何控制球拍來應(yīng)對變化的球速。開發(fā)者事先并未對其進(jìn)行任何編程,而神經(jīng)元可以調(diào)整自己的行為以達(dá)到目標(biāo),這就是神經(jīng)科學(xué)中的“小意識系統(tǒng)”,也是真正意義上的類學(xué)習(xí)行為。
甚至在某些場景中,CL1的學(xué)習(xí)效率甚至超過了深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法,因?yàn)镃L1的神經(jīng)元能夠?qū)崟r(shí)生長、重組和學(xué)習(xí),有著和生物大腦相似的動(dòng)態(tài)調(diào)整特性。
你可以想象,它們不只是神經(jīng)組織,而是一種可塑性極高的“活體算法”。
而且神經(jīng)元結(jié)合硅芯片,能讓CL1具備數(shù)字和生物兩個(gè)領(lǐng)域的優(yōu)勢:生物大腦的適應(yīng)性和“泛化能力”(即從有限經(jīng)驗(yàn)中提取規(guī)律,并將其應(yīng)用到新情境的能力),結(jié)合數(shù)字系統(tǒng)的可觀測、可控、可編程。
Cortical Labs為此提供了一整套軟件開發(fā)工具包(SDK),讓用戶通過編程與神經(jīng)元進(jìn)行交互,這也就讓CL1成為世界上第一個(gè)“可寫代碼的生物計(jì)算機(jī)”。
程序員寫的代碼不再只是在硅芯片上跑,還在活體神經(jīng)元上運(yùn)行。
所以CL1的“智能”與任何傳統(tǒng)硬件系統(tǒng)都不一樣,它既不如人腦復(fù)雜,也遠(yuǎn)比硅芯片靈活,但它代表了我們對智能的另一種想象形式:Friston稱其為“生物模擬計(jì)算機(jī)的終極形式”。
神經(jīng)元和硅芯片結(jié)合的方式|圖源:Cortical Labs
不同于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī),CL1不依賴數(shù)字邏輯電路,而是通過訓(xùn)練神經(jīng)元以執(zhí)行任務(wù),所以功耗極低,運(yùn)行效率極高。
據(jù)報(bào)道,一整機(jī)架的CL1裝置,總功耗僅為850到1000瓦,相比之下,哪怕是訓(xùn)練一個(gè)中等規(guī)模的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,如GPT或圖像識別網(wǎng)絡(luò),所需的GPU集群往往消耗數(shù)千瓦到上萬瓦電力,而且必須保持冷卻以避免熱量過載。
能效比的關(guān)鍵也在神經(jīng)元,一個(gè)神經(jīng)元每次放電所需的能量極小,成年人類大腦整體的功耗也不過20瓦左右,卻能完成遠(yuǎn)超超級計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理、感知與決策任務(wù)。
雖然CL1目前無法像GPT-4那樣寫論文、編程或講笑話,但在特定任務(wù)(如感知決策、神經(jīng)反饋模擬)上,它無需堆砌算力即可展現(xiàn)智能潛力。
更可怕的是,CL1可能還會“進(jìn)化”。
二、誰會買一塊“活的計(jì)算機(jī)”?
哪怕現(xiàn)在的CL1的紙面性能看上去還不夠“硬核”,完全無法正面對抗同價(jià)位的NVIDIA H100,但它有生物的自然可擴(kuò)展性,Cortical Labs表示,從10萬到100萬個(gè)神經(jīng)元,幾乎不增加太多成本,擴(kuò)展到上億個(gè)神經(jīng)元成本也依然可控。
而神經(jīng)元越多,智能潛力越大,所以硅基計(jì)算靠燒電、堆卡提速,而CL1的性能增長則靠“養(yǎng)腦”。
首批115臺CL1將于今年夏天發(fā)貨,單價(jià)35000美元,若批量采購則降至20000美元/臺,目標(biāo)客戶很明確:神經(jīng)科學(xué)家、藥物研發(fā)公司、AI與類腦計(jì)算研究團(tuán)隊(duì)。
不過Cortical Labs并不滿足于只把CL1賣給幾家頂級實(shí)驗(yàn)室。
他們推出了“Wetware as a Service”(濕件即服務(wù),簡稱WaaS)模式。其中Wetware“濕件”,即指人類或其他生物的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)。
在這個(gè)模式中,研究人員無需擁有CL1實(shí)體設(shè)備,只需遠(yuǎn)程登錄Cortical Labs的平臺,便可實(shí)時(shí)訪問一臺活體神經(jīng)元計(jì)算節(jié)點(diǎn),可以調(diào)整刺激參數(shù)、收集數(shù)據(jù)、甚至進(jìn)行遠(yuǎn)程訓(xùn)練。每臺CL1每周租金300美元。
這就有點(diǎn)《黑鏡》照進(jìn)現(xiàn)實(shí)的即視感了。
換言之,每周300美元,就能租到一個(gè)80萬可編程的活體人類神經(jīng)元,這不是訂閱軟件或租服務(wù)器,而是租一種“活著的”生物智能,雖然CL1遠(yuǎn)未達(dá)到人類意識的復(fù)雜性,但它的確是一種生命形式。
WaaS也把意識的構(gòu)建模塊變成了一種可交易的商品,即每個(gè)神經(jīng)元每天租金約0.00005美元。那這是否也意味著有朝一日,人類大腦中500-1000億個(gè)神經(jīng)元也可以論價(jià)?
更大膽地說,WaaS是否有一天會演變成LaaS(Life as a Service)生命即服務(wù)呢?
要說人機(jī)結(jié)合,CL1肯定不是第一家,Neuralink都已經(jīng)進(jìn)入臨床測試階段了,兩者路徑完全不同,卻都站在了“碳基與硅基”的邊界線上。
但Neuralink是“把人接入計(jì)算機(jī)”,試圖延展人的計(jì)算能力,而CL1則是“把人類細(xì)胞轉(zhuǎn)化為計(jì)算”,想提取人的神經(jīng)能力反哺機(jī)器系統(tǒng)。
在Neuralink的設(shè)想里,意識仍在腦中,只是外延和擴(kuò)寫。而在CL1的邏輯中,意識的片段、學(xué)習(xí)能力、甚至可能的“感受”,已經(jīng)成為可以商品化的功能模塊。
終,科技問題又變成了哲學(xué)問題:人類的大腦究竟能否被重塑、調(diào)用,乃至“商品化”呢?
又或許,哪天科技不再只是構(gòu)造冰冷的智能,它開始學(xué)著如何活著,如何生存時(shí),我們又該怎么辦?
但樂觀來看,這可能只是一條技術(shù)路徑,就像《三體》中的關(guān)一帆和程心,他們在電磁波速度被極大壓縮,計(jì)算能力幾乎歸零的黑域中,被迫用人腦手動(dòng)進(jìn)行天體力學(xué)運(yùn)算,經(jīng)過數(shù)十年才完成飛船的軌道調(diào)整,并終脫離黑域。
當(dāng)傳統(tǒng)計(jì)算在物理極限前停滯不前,也許“養(yǎng)一塊大腦”,才是突破技術(shù)奇點(diǎn)的起點(diǎn)。
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