Cortical Labs 在其 CL1 晶片上訓練了 200,000 個人類神經元,以玩《毀滅戰士》(Doom),推進生物運算,作為傳統 AI 系統的省能高效補充。這支位於墨爾本的研究團隊使用矽介面,將遊戲世界轉譯為電信號樣式,並將神經尖峰讀取為移動與開火指令,讓培養皿中的文化(culture dish)從彈跳反射(Pong reflexes)走向 3D 導航。Cortical Labs 首席科學官 Brett Kagan 將這項工作定位為回應 AI 的用電需求,指出人類大腦的效率約為 20 瓦,而當今大型 AI 模型在雲端資料中心的耗電量則為兆瓦等級。這次展示的目標,是在由電腦編排的條件下於活體神經網路內展示具目標導向的學習,然而效能仍遠不及精準的電競遊戲表現,且 CL1 培養物(cultures)約可維持六個月。
Cortical Labs 在 CL1 晶片上訓練神經元以進行《毀滅戰士》(Doom)遊戲
研究團隊從人類幹細胞培養神經元,並將它們連接到客製化的 CL1 晶片,該晶片可將視覺事件轉換為透過電極施加的刺激。系統會讀取細胞的活動,以即時驅動行動,並將神經樣式轉譯成如移動、轉向與射擊等指令。團隊先從類似《乒乓》(Pong)等級的行為開始,再逐步提升到《毀滅戰士》(Doom)的 3D 需求。
神經元接收與遊戲狀態相關的結構化電訊號提示,並以系統可解讀為遊戲指令的樣式回應。效能顯示頻繁的誤觸發與過度修正,隨著訓練持續、在重複的訓練會話中逐步改善。研究人員表示,目標是在電腦可編排並量測的條件下,在活體神經網路內展示具目標導向的學習,而不是達到電競級別的精準度。
人類大腦效率目標:降低 AI 的耗電量
如今的各大型 AI 模型會在雲端資料中心耗用數百萬瓦功率,而人類大腦的運作約為 20 瓦。Brett Kagan 將這項工作視為矽基 AI 的夥伴,而非取代方案,特別是在需要持續學習且能量預算緊的任務上更為相關。對於在 Nvidia GPU 上訓練基礎模型的美國公司,以及正競相擴大推論規模而言,即便是部分卸載到生物協同處理器,在某些情境下也可能有所影響,例如用於機器人的本地學習迴圈或邊緣裝置(edge devices),而傳統晶片則負責精準運算與大規模檢索。
超越遊戲的生物運算應用
團隊認為,在針對病患特定的神經組織進行藥物篩選、新疾病模型,以及機器人中的自適應控制,都是潛在應用方向。介面仍然脆弱,典型壽命約為六個月,而且輸出目前尚未完全標準化,或能在規模化下進行程式化。若醫療用途進展,監管與倫理的防護機制將需要跟上步伐,特別是在美國,需依循 FDA 與 NIH 的指引。
FAQ
Cortical Labs 用人類神經元與《毀滅戰士》(Doom)到底達成了什麼?
Cortical Labs 使用其 CL1 晶片,訓練了 200,000 個由幹細胞培養而成的人類神經元來玩《毀滅戰士》(Doom)。系統會將遊戲的視覺事件轉譯為電信號樣式,對神經元施加刺激,接著再讀取它們的活動,將其解讀為像是移動與射擊等遊戲指令。這項工作在電腦控制下的活體神經網路中展示具目標導向的學習。
為什麼 Cortical Labs 要把大腦效率拿來跟 AI 耗電量做比較?
Brett Kagan 指出,人類大腦的運作約為 20 瓦,而當今大型 AI 模型則會在雲端資料中心耗用兆瓦等級的功率。研究探討將生物運算作為傳統 AI 的補充,用於需要持續學習且能量預算緊的任務,例如機器人或邊緣裝置(edge devices),而矽基晶片則負責精準數學與大規模運算。
CL1 神經培養物(neural cultures)可以維持多久?
根據研究團隊表示,CL1 培養物的典型壽命約為六個月。介面仍然脆弱,輸出目前尚未完全標準化,或能在規模化下進行程式化。