Dalam demonstrasi yang mencolok dari teknologi baru, perusahaan bioteknologi Australia Cortical Labs telah berhasil melatih jaringan 200.000 neuron hidup manusia yang ditanam pada chip silikon untuk memainkan game first-person shooter klasik Doom. Eksperimen tersebut, yang direkam dalam video baru-baru ini, menunjukkan karakter yang dikendalikan neuron menavigasi level, menghadapi musuh, dan menembakkan senjata – meskipun dengan kikuk. Ini bukan hanya hal baru; Hal ini merupakan langkah signifikan menuju pemanfaatan sistem biologis untuk komputasi, dengan implikasi yang jauh melampaui permainan.
Bangkitnya Komputer ‘Hidup’
Inovasi inti terletak pada kapasitas neuron untuk “pembelajaran adaptif dan terarah pada tujuan secara real-time,” seperti yang dijelaskan oleh kepala bagian ilmiah Cortical Labs, Brett Kagan. Ini berarti sel tidak hanya bereaksi terhadap rangsangan; mereka secara aktif beradaptasi untuk mencapai tujuan dalam lingkungan yang dinamis. Implikasinya sangat besar, terutama mengingat meningkatnya kebutuhan energi dari kecerdasan buatan (AI) tradisional. Meskipun neuron tidak sepenuhnya menggantikan microchip, mereka menawarkan pendekatan yang berpotensi jauh lebih efisien untuk perhitungan tertentu. Mempelajari cara kerjanya dapat merevolusi metode komputasi dan mempercepat pengujian obat neurologis.
Memanen dan Mempertahankan Prosesor Biologis
Cortical Labs tidak mengekstraksi neuron langsung dari otak. Sebaliknya, mereka menggunakan sel yang mudah diakses dari sampel darah atau kulit, mengubahnya menjadi sel induk dan kemudian menjadi sel saraf yang jumlahnya tidak terbatas. Sel-sel ini ditempatkan dalam sistem pendukung kehidupan mandiri yang mampu mempertahankan kelangsungan hidup hingga enam bulan. Antarmuka komunikasinya langsung: listrik. Sel-sel otak menghasilkan getaran listrik ketika aktif, dan sistem membalasnya, menciptakan dialog biologis-silikon.
Prinsip Energi Bebas dan Motivasi Neuron
Kunci untuk membuat neuron melakukan tugas bukanlah paksaan, melainkan prediksi. Cortical Labs memanfaatkan “prinsip energi bebas” yang dikembangkan oleh ahli saraf Karl Friston, yang menyatakan bahwa sistem saraf berusaha untuk memprediksi lingkungannya. Kekacauan adalah hukuman; ketertiban adalah pahala. Tim menciptakan putaran umpan balik di mana sinyal yang tidak dapat diprediksi (kebisingan acak) memberikan sanksi pada gerakan yang salah, sementara sinyal yang terstruktur dan dapat diprediksi memperkuat tindakan yang benar. Sistem sederhana ini secara efektif melatih neuron untuk belajar.
Dari Pong ke Doom: Menskalakan Kompleksitas
Pada tahun 2022, Cortical Labs menunjukkan bahwa neuron pada chip dapat belajar bermain Pong dalam hitungan menit. Doom, bagaimanapun, menghadirkan tantangan yang jauh lebih besar. Lingkungan permainan yang kompleks dengan koridor, musuh, dan navigasi tiga dimensi menuntut tingkat pemrosesan kognitif yang lebih tinggi. Untuk mengatasi hal ini, Cortical Labs berkolaborasi dengan Stanford University dalam sebuah hackathon, memasangkan neuron dengan algoritma pembelajaran standar. Sistem hibrida mengungguli algoritme saja, membuktikan bahwa sel biologis berkontribusi pada proses pembelajaran.
Aplikasi Medis dan Komputasi
Penelitian Cortical Labs difokuskan pada dua aplikasi inti. Pertama, secara medis: 93-99% uji klinis neuropsikiatri gagal, dan pengujian obat dalam sel otak dalam wadah sering kali tidak meniru kondisi dunia nyata. Kagan berpendapat bahwa neuron dalam permainan atau lingkungan dunia memberikan respons yang berbeda terhadap obat-obatan dan menunjukkan penyakit dengan lebih akurat. Kedua, komputasi: neuron mewakili “sistem pemrosesan informasi paling kuat” yang diketahui, memiliki kompleksitas yang jauh melebihi sistem berbasis silikon. Neuron biologis setidaknya memiliki kompleksitas tingkat ketiga, mampu menahan tiga keadaan dinamis secara bersamaan, sedangkan transistor silikon terbatas pada keadaan biner.
Efisiensi Energi dan Masa Depan Biokomputer
Para peneliti, seperti Feng Guo di Indiana University Bloomington, menyoroti potensi penghematan energi secara besar-besaran. Otak manusia beroperasi hanya dengan daya 20 watt, dibandingkan dengan jutaan watt yang dibutuhkan untuk sistem AI berbasis silikon yang setara. Efisiensi ini menjadikan biokomputasi sebagai bidang pengembangan yang menjanjikan.
Cortical Labs tidak mengklaim sepenuhnya menggantikan komputasi silikon. Mereka menawarkan “alat baru dalam perangkat intelijen.”
Meskipun komputer biologis tidak akan menggantikan kalkulator saku untuk matematika dasar, mereka unggul dalam tugas-tugas yang memerlukan kemampuan beradaptasi dan pemecahan masalah di dunia nyata—seperti menavigasi rumah untuk membuat teh, tugas yang sulit dilakukan oleh algoritme AI saat ini. Bidang ini telah berkembang pesat dari permainan tunggal Pong menjadi platform komersial dengan API, dan demonstrasi neuron yang tersandung melalui Doom —pembelajaran, betapapun lambatnya.
Masa depan komputasi mungkin tidak sepenuhnya bergantung pada silikon; bisa jadi… hidup.
