算機設備里面含有芯片,在通電過程中出現電壓不穩定的情況就會產生短路,一旦短路就會造成程序運行卡頓影響程序運行,所以電流在空氣中不容易導電發生短路,隨著空氣濕度變化保持干燥的空氣才能維護電子產品的運行。
器之心報道
編輯:澤南、亞鸝
使用人類腦細胞,活的。
科幻小說《三體》中,為了支撐科技的發展,人類提出了幾種下一代計算機的方案,其中除了傳統的馮諾依曼架構,還包括量子計算機和生物計算機。其中量子計算的概念現在已有大量研究,生物計算的研究卻少有報道。
近日,一家瑞士初創公司 FinalSpark 發布了全球首款生物處理器。據介紹,它們都是由人腦類器官的生物神經元驅動的,而且已開放了遠程訪問。
FinalSpark 提出的 Neuroplatform 據稱是世界上第一個提供體外生物神經元訪問的在線平臺,此類生物處理器據稱「比傳統數字處理器的功耗低一百萬倍」。
由于摩爾定律的終結,芯片廠商正在依靠增大功率保持性能提升的節奏,強性能附加低功耗的特點可能會是生物處理器的潛在優勢。
FinalSpark 表示,其 Neuroplatform 能夠學習和處理信息,并且由于其低功耗,可以減少計算對環境的影響。
最近,科技領域業內都在追趕生成式 AI,隨之而來的芯片短缺也在逐漸成為挑戰。更進一步,科學家們甚至還在擔心大模型的能耗問題。今年 2 月有報道稱,OpenAI 聯合創始人山姆?奧特曼正在尋求大量資金打造完整的芯片產業鏈,為此甚至與電力供應商進行了討論。
有論文得出結論,訓練一個像 GPT-3 這樣的大型語言模型(LLM)大約需要 10GWh—— 大約是歐洲公民平均一年使用的能源的 6000 倍。
隨著生物處理器的成功部署,這樣的能源消耗可能會大幅減少。
免費遠程訪問,可用 Python 庫操作
在最近發表在《Frontiers in Artificial Intelligence》的論文中,FinalSpark 介紹了他們所開發的一個硬件和軟件系統,它允許在較大規模上進行電生理實驗。
論文鏈接:https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/frai.2024.1376042/full
Neuroplatform 使研究人員能夠對神經類器官進行實驗,其壽命甚至超過 100 天。為此,科研人員簡化了實驗過程,可以快速產生新的類器官,全天候監測動作電位,并提供電刺激。除此之外,還設計了一個微流體系統,允許完全自動化的培養基流動和更換,從而減少在孵育器中通過物理干預造成的干擾,以確保穩定的環境條件。
在過去三年中,Neuroplatform 構建了超過 1000 個大腦類器官,收集了超過 18TB 的數據。為了方便人們使用,FinalSpark 開發了一個專門的 API,可以直接通過 Python 庫或使用交互式計算(如 Jupyter Notebooks)進行遠程研究。
除了電生理操作外,API 還控制泵、數字攝像頭和 UV 燈進行分子釋放。這允許執行復雜的全天候實驗,包括閉環策略和使用最新的深度學習或強化學習庫進行處理。
此外,基礎設施支持完全遠程使用。目前在 2024 年,該系統可免費用于研究目的,許多研究小組已經開始將其用于他們的實驗。
FinalSpark 公司創始人合影:Fred Jordan 和 Martin Kutter 博士。
Neuroplatform 的生物計算機基于可以被分類為濕件(Wetware)的架構:這是硬件、軟件和生物學的混合。
該平臺提供的主要創新是通過使用四個多電極陣列(MEAs),其中包含活組織 —— 類器官,它們是大腦組織的 3D 細胞團塊。
FO(前腦類器官)生成和多電極陣列(MEA)設置。
每個 MEA 包含四個類器官,通過八個用于刺激和記錄的電極進行連接。
數據通過數字模擬轉換器(Intan RHS 32 控制器)來回傳輸,采樣頻率為 30kHz,分辨率為 16 位。
這些關鍵的架構設計特征由 MEA 的微流體生命維持系統和監控攝像頭支持。同樣重要的是,軟件堆棧允許研究人員輸入數據變量,然后讀取和解釋處理器的輸出。
軟件設置
FinalSpark 已向九個機構提供了對其遠程計算平臺的訪問權限,以幫助推動生物加工的研究和開發。通過這些機構的合作,它希望創造世界上第一個活體處理器。
此外,已經有三十多家大學對訪問 Neuroplatform 感興趣。為了訪問 Neuroplatform,教育機構需要為每個用戶訂閱 500 美元 / 月。
生物芯片「壽命」大約 100 天
雖然樣機已經完成,在線服務也已開啟,但這類生物處理器在現實實驗運用中仍存在著一定的局限。現在看起來,壽命是個大問題。
硅芯片可以使用多年,有時甚至幾十年。與此相對,形成生物處理器的神經結構雖然也被認為有很長的壽命,但 FinalSpark 表示,它們只「適合運行幾個月的實驗」。
最初,該公司的 MEAs 只能持續幾個小時,但對系統的改進意味著類器官的壽命目前預計約為 100 天。
參考鏈接:
https://www.tomshardware.com/pc-components/cpus/worlds-first-bioprocessor-uses-16-human-brain-organoids-for-a-million-times-less-power-consumption-than-a-digital-chip
腦,這個我們日常生活中不可或缺的伙伴,有一個更專業的名字——計算機。那么,電腦為什么能稱為計算機呢?它為什么擁有計算能力呢?讓我們一起來探索這個有趣的問題。
先要明白“計算”這個詞的含義,簡單來說,計算就是對一系列數據、信息進行處理的邏輯過程,而這個過程通常涉及到數值、符號、圖形等的轉換和操作。電腦之所以能夠進行計算,是因為它們擁有硬件和軟件兩大核心組件。
硬件是電腦的物理基礎,包括中央處理器(CPU)、內存、硬盤等。其中,CPU是電腦的“大腦”,負責執行所有的計算任務。CPU由數以億計的晶體管組成,這些晶體管以極其快速的速度開啟和關閉,執行諸如加法、減法、乘法、除法等基本的數學運算。
而軟件則是電腦的靈魂,它由一系列指令和數據構成,指揮硬件進行工作。軟件通過將用戶的需求轉換成CPU能理解的機器語言,實現對硬件的精確控制。
電腦是如何進行計算的呢?這就要說到計算機科學的基石——二進制數系統。在二進制數系統中,所有的數字都由0和1組成。電腦通過將這些0和1的狀態變化轉換為電信號,實現了對數據的存儲和處理。這種處理方式速度快、精度高,而且可以重復進行,從而實現了復雜的計算任務。
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