在《黑镜》最新季度的开篇之作《普通人》中,女主角不幸遭遇脑死亡,男主角为其引入了名为“云端大脑”的服务。在此过程中,女主角的部分脑组织被移除,取而代之的是与云端相连的芯片。为了保持“意识在线”,她每月需向软件公司缴纳数百美元的“订阅费”。
这可能是《硅谷》之后,对于科技巨头最辛辣的讽刺了。
然而,仅仅在《黑镜》播出两个月的时间之后,类似技术的雏形已经在现实世界中悄无声息地出现了。
澳大利亚一家名为Cortical Labs的初创企业,正式对外发布其全球首例商业化的生物计算产品——CL1。
CL1 并非一台寻常的计算机,其内部装配了八十万个真实的人类神经元,这些神经元通过精细的电子接口与传统的硅芯片相连接,形成了一种独特的「混合智能」。它不仅具备处理信息的能力,还能自主学习和适应环境,展现出一定程度上的类似意识的特性。
是的,你没听错:
这是一个「活着」的计算机。
Carl Friston,一位理论神经科学家,指出:从某一角度审视,CL1可称作是首个商业化的仿生计算机,它代表了采用真实神经元的类脑计算机的极致形态。
当大众对碳基生命体与硅基智能体之间的差距感到忧虑之际,CL1所倡导的“硅碳结合”理念,是否能够成为马斯克所构想的“人+AI”实现超能力的发展途径呢?
当硅遇上细胞
生物计算并非一个新兴的领域。在过去的数十年间,研究人员曾提出利用DNA、蛋白质乃至细胞作为计算的工具。然而,CL1成为了首个将人类神经细胞实际应用于商业领域的生物计算平台,这在目前尚属首例。
设想一下,有八万个真实的人类神经元被轻柔地放置在特制的硅基芯片上。每当外部系统传递出电脉冲,这些神经元便能在极短的时间内作出响应,其自然、迅速且随机的反应模式,与人类接收信息并作出反应的过程极为相似。
CL1的技术精髓在于,它并非使芯片模拟大脑的工作方式,而是选择将部分真实的大脑直接连接到芯片上。通过将硅基芯片与人类的活体神经元相结合,CL1成功打造出一种新型混合智能系统,这种系统不仅具备人类大脑的学习能力,还拥有计算机处理信息的卓越效率。
从外观上观察,这个设备更近似于一个高科技的培养容器,而非传统计算机的形态。其内部构造可细分为三个主要部分:
一个标准机架计算节点;
一个支持电生理信号记录与刺激的微电极阵列系统(MEA);
以及最重要也最「有生命感」的组件:温控培养单元。
神经元+硅芯片|图源:IEEE Spectrum
MEA作为连接人类大脑与机器大脑的纽带,使得电子信号能够在硅芯片和神经元之间无障碍地传递,并且能够记录它们的行为模式。
温控培养单元是维持CL1存活的核心要素。每台设备中均容纳了80万个实验室培养的人体神经元,这些神经元来源于成年捐赠者的皮肤或血液样本。该单元能够为其输送营养,调节适宜的温度,过滤代谢废物,并保持液体环境的稳定,从而确保这些神经元能够持续存活达六个月之久。
这80万个神经元并非单纯地对信号做出反应,它们拥有一定的自主性和可塑性,能够对反馈进行动态的调整和回应。
2022年,《Neuron》期刊上的一项研究揭示了,Cortical Labs的初级系统DishBrain经过训练,成功教会了这些神经元操作《Pong》(作为首款电子游戏的《乒》)。
游戏启动之际,神经元尚不熟悉游戏规则。然而,随着连续的「击中」或「失误」反馈,它们通过接收不同的电信号,迅速掌握了操控球拍以应对球速变化的技巧。值得注意的是,开发者并未对神经元进行预先编程。它们能够自行调整行为,以实现既定目标。这一现象在神经科学领域被称为「最小意识系统」,并且代表了真正的类学习行为。
在某些特定情境下,CL1的学习速度甚至超越了深度强化学习算法,这主要得益于CL1的神经元具备实时生长、重组以及学习的能力,其动态调整的特性与生物大脑极为相似。
你可以设想,这些并非仅仅是神经组织,更是一种具有极高可塑性的“活体算法”。
世界上第一款电子游戏|图源:The Week
此外,神经元与硅芯片的融合使得CL1能够同时拥有数字与生物领域的双重优势:它继承了生物大脑的适应性和广泛的泛化能力——即从有限的经历中提炼出规律,并将这些规律应用于新的情境中——同时具备了数字系统的可观测性、可控性和可编程性。
Cortical Labs 特别研发了一套完整的软件开发工具包(SDK),用户可通过编程手段与神经元进行交流,从而使得 CL1 成为全球首个能够编写代码的生物计算机。
程序员写的代码不再只是在硅芯片上跑,还在活体神经元上运行。
因此,CL1的“智能”与传统硬件系统截然不同,它既不若人脑那般繁复,又远胜硅芯片的灵活性,然而,它却展现了对智能的全新构想:Friston将其誉为“生物模拟计算机的至高境界”。
神经元和硅芯片结合的方式|图源:Cortical Labs
CL1与常规计算机不同,它并非依靠数字逻辑电路来完成任务,而是采用训练神经元的方式来实现,因此其能耗极低,同时运行效率也相当之高。
据相关报道,一台完整的CL1设备,其整体能耗仅在850至1000瓦之间。而与此形成鲜明对比的是,即便是训练一个中等规模的神经网络模型,例如GPT或图像识别网络,所需的GPU集群通常要消耗数千瓦甚至上万千瓦的电力,同时还需要持续冷却,以防热量超负荷。
神经元在能效比方面扮演着核心角色,单个神经元放电所消耗的能量极其有限,而成年人类大脑的总功耗仅约20瓦,却能够执行超越超级计算机的数据处理、感知以及决策等复杂任务。
尽管 CL1 在撰写论文、编程或讲述笑话方面尚不及 GPT-4,然而在特定领域(比如感知决策和神经反馈模拟)中,它无需大量计算能力便能够显示出其智能的潜力。
更可怕的是,CL1 可能还会「进化」。
谁会买一块「活的计算机」?
尽管目前CL1在纸面性能上似乎还不够强劲,难以与同价位的NVIDIA H100正面抗衡,然而它具备生物体的自然可扩展性。Cortical Labs指出,无论是从十万到百万个神经元,还是扩展至上亿个神经元,其成本增加都极为有限,依然保持在可控范围内。
神经元数量增多意味着智能潜力更广阔,因此硅基计算依赖大量电能和硬件扩展来提升速度,而CL1的性能提升则是依赖于对神经网络的持续培养与优化。
「皿中之脑」|图源:CL1
首批115台CL1设备将在今年夏季交付,每台售价为35000美元,若进行大批量购买,价格将降至20000美元/台,其目标客户群体包括神经科学家、药物研发企业以及专注于AI和类脑计算的科研团队。
然而,Cortical Labs 并未满足于仅仅将 CL1 销售给少数几家顶尖的实验室。
他们创新性地提出了“湿件即服务”这一新型模式。这里的“湿件”一词,特指人类以及其他生物的大脑与神经系统。
在这个研究框架下,科研人员无需亲自配备CL1实体设备,仅需通过远程登录Cortical Labs的平台,即可实时接入一台活体神经元计算节点,进而对刺激参数进行调节、搜集相关数据,甚至执行远程训练操作。每台CL1设备的周租金为300美元。
这就有点《黑镜》照进现实的即视感了。
换句话说,仅需每周支付300美元,便可以租得一个价值80万的可编程活体人类神经元。这并非租赁软件或服务器,而是租赁一种“活生生的”生物智能。尽管CL1在意识复杂度上尚不及人类,但它无疑是一种生命存在。
WaaS 已将意识的构建单元转化为一种可买卖的商品,其单个神经元的日租金大约为0.00005美元。那么,这难道不是暗示着,未来人类大脑中的500亿至1000亿个神经元也可能被赋予价值,从而可以进行交易吗?
更有甚者,我们是否可以展望,WaaS 是否有可能最终发展成 LaaS,即“生命即服务”的模式呢?
探讨人机融合领域,CL1 显然并非先行者,而 Neuralink 已步入临床试验阶段,尽管它们的发展路径迥异,但都置身于「碳基与硅基」交汇的临界点。
Neuralink致力于将人类与计算机连接,旨在拓展人的计算潜能,而CL1则致力于将人类细胞转变为计算单元,旨在从人类神经系统中提取能力,并将其回馈至机器系统中。
在 Neuralink 的构想中,意识依然根植于大脑之中,但其范围和功能得到了拓展。然而,按照 CL1 的理念,意识的局部、学习的能力,乃至潜在的“感知”能力,都已转变为可被市场化的独立功能单元。
最后,科技领域的疑问再次上升至哲学层面:我们的脑部是否能够被重新塑造、操控,甚至被商品化呢?
或许,在某个时刻,科技若不再仅仅是构建冷漠的智能,而是开始探索生命的意义,学习如何生存,那时我们又将面临何种境地?
从积极的角度来看,这或许仅是一种技术途径;类比于《三体》中的关一帆与程心,他们在电磁波速度被大幅削减,计算能力几乎降至零的黑域环境中,不得不依靠人脑手动执行天体力学计算,历经数十载才成功调整飞船轨道,并最终成功摆脱了黑域的束缚。
在传统计算遭遇物理极限而止步不前之际,或许培育出类似人脑的智能,才是迈向技术突破的关键所在。