Teknolojideki gelişmeler sürat kesmeden devam ediyor. ABD’li araştırmacılar bu defa beyin hücrelerini kullanan ‘biyobilgisayarlar’ üzerinde çalışıyor. Yapay zeka, metaverse üzere teknolojik çalışmalar ve bilgisayar teknolojisindeki gelişmeler günlük yaşama da tesir ediyor. Sanattan mühendisliğe yaşanan değişimlerin yanı sıra artık de beyin hücrelerinin kullanıldığı biyobilgisayarlar gündemde.
Beyin organoidlerinden, yani bir organın temel fonksiyonlarını yerine getiren hücrelerden yararlanan araştırmacılar, biyobilgisayar üretmeyi de mümkün kılıyor. Yeni jenerasyon üstün bilgisayarlar olan biyobilgisayarlar, insan beyni ve bilgisayarlar ortasında temas kurmayı amaçlıyor.
Gelişmiş bir beynin fonksiyonları taklit ediliyor
Johns Hopkins Üniversitesi’nde yapılan biyobilgisayar araştırmaları da devam ediyor. Buna nazaran gelişmiş bir beynin fonksiyonlarını taklit etmek için beyin hücrelerinin üç boyutlu versiyonlarını kullanan ‘organoid zeka’ kavramı üzerinde duruluyor. Proje, ezberleme ve öğrenme üzere temel bilişsel fonksiyonları yerine getiren beyin hücreleriyle biyobilgisayar oluşturmak için uğraşıyor. İnsan beyninin öğrenmede, silikon tabanlı bilgisayarlardan daha uygun olduğu ve güç açısından daha verimli olduğu tabir ediliyor.
Araştırmalara nazaran beyindeki kurucu nöronlar, silikon tabanlı sistemlere nazaran daha yüksek ölçüde bilgi depolayabiliyor. Mevcut organoidler yaklaşık 50 bin beyin hücresinden oluşuyor. Hatta bir beyin hücresi kültürünün pong oyununu öğrenme ve oynama yeteneğine sahip olduğu belirtiliyor.
10 milyon beyin hücresini içermesi isteniyor
Bilgi süreç marifetinin düzeyini yükseltmek için organoidleri 10 milyon kadar beyin hücresi içerecek formda genişletmek isteniyor. Organoid zeka, şimdi birinci kademelerde olsa da, biyolojik hesaplamanın nöral bozukluklar için kullanılabileceği düşünülüyor.
Hücrelerin niyetlerini anlamak zor
Bilgi iletmek ve hücrelerin ne düşündüğünü anlamak için organoidlerle bağlantı kurmak ise sıkıntı olan kısım. İlerleyen yıllarda daha fazla alanda kullanılması ve harika bilgisayarlara alternatif olabilecekleri düşünülüyor.
Biyobilgisayar nedir? Bilgisayarlarda biyolojik hesaplama gücü ne manaya geliyor?
Uluslararası araştırma projesi Bio-4Comp, birkaç yıldır ağ tabanlı biyobilgisayarlarla ilgileniyor. Buna nazaran biyolojik casuslar, matematiksel bir sorun temsil eden karmaşık bir nano-kanal ağı üzerinden bir seyahate gönderiliyor. Daha sonra casusun bir kavşakta hangi dönüşü yaptığına bakılıyor. Aracın ağ üzerinde izlediği yol, mümkün bir sonuca karşılık geliyor.
Avantajı, ağ üzerinden tıpkı anda birçok aracı gönderebilmeniz ve birebir anda tüm potansiyel yolları izleyebilmeleri. Klasik bir dijital bilgisayar üzere birbiri gerisine bir tahlil yolunu düzgün halde hesaplamak yerine, ağ tabanlı biyobilgisayarın hesaplamaları paralel olarak yapması gerekiyor.
Projeye nazaran motor proteinler, hayvan hücrelerinde türetilen moleküller olan biyolojik casusları, tıpkı müzik hayranlarının bir müzikçiyi seyirciler yardımıyla taşıması üzere oynatıyor. Kısaca casusları ağ üzerinden taşımak için motor proteinlerin kinetik gücünü kullanıyor.
Biyobilgisayarlar, biyolojiden esinleniyor. Asgarî güç harcaması ile birçok paralel hesaplama yapabilen bilgisayarlar geliştirmek ise asıl istenen. Gerçek süreçleri gerçekleştiren aritmetik ünitelere muhtaçlık kelam konusu. Süreçleri dağıtmak için de birçok işlemciye gereksinim duyuluyor. Yani aritmetik ünitelere vazifeler atanıyor ve kısmi sonuçlar mantıksal bir toplu sonuç olarak birleştiriliyor. Denetim eden işlemciler, Dünya’nın alt alanlarından gelen hesaplamaları tek tek denetim ediyor. Bilgiler ve sonuçların değişimi düzenleniyor.
Kontrol sistemi için hesaplama gücü nedir?
Çok sayıda bilgisayar paralel olarak çalışırsa, denetim sistemi için o kadar fazla bilgi süreç gücü gerekiyor. Denetim hedefleri için gereken uğraş, ekseriyetle orantısız biçimde artıyor. Bu, paralel hesaplamanın geçerli bir seçenek üzere göründüğü sırf birkaç uygulama olduğu manasına geliyor.
Son yıllarda bilgisayarların giderek artan bilgi süreç gücü, dijital bilgisayarların bu pürüze karşın giderek daha karmaşık problemleri çözebilmesini de sağladı. Dijital bilgisayarların daha da geliştirilmesi, daima olarak fizikî ve teknik sonlarla karşılaşıyor. Paralel hesaplamayı kolaylaştırmak için hesaplamaya yönelik öteki araştırmalar da odak noktası. Kuantum bilgisayarlarının gölgesindeki pek çok araştırma, biyoloji alanındaki gelişmelerden yararlanıyor.