Para ilmuwan komputer telah berusaha selama beberapa dekade untuk meniru otak manusia dengan cara mereplikasi jaringan sarafnya untuk membangun kecerdasan buatan (AI) yang memiliki daya pemrosesan yang lebih canggih.
Namun, semakin canggih jaringan saraf buatan tersebut, semakin besar pula kekuatannya, dan semakin kita mengandalkannya, semakin banyak energi yang mereka konsumsi. Kadang-kadang, rancangan asli dari alam memang lebih baik dalam beberapa hal.
Dalam demonstrasi terbaru efisiensi dari alam, sebuah perusahaan rintisan di Swiss baru saja meluncurkan ‘biokomputer’ yang terhubung dengan sel-sel otak yang hidup dan berdenyut. Biokomputer ini menggunakan jauh lebih sedikit energi dibandingkan komputer tradisional yang berbasis bit.
Alih-alih hanya mengintegrasikan konsep-konsep biologis ke dalam komputasi, platform online FinalSpark ‘menghubungkan’ kluster berbentuk bola dari sel-sel otak manusia yang ditumbuhkan di laboratorium yang disebut organoid. Sebanyak 16 organoid ditempatkan dalam empat array yang masing-masing terhubung ke delapan elektroda dan sistem mikrofluidik yang menyediakan air dan nutrisi untuk sel-sel tersebut.
Pendekatan ini, yang dikenal sebagai komputasi wetware, memanfaatkan kemampuan peneliti untuk menumbuhkan organoid di laboratorium, sebuah teknologi baru yang memungkinkan ilmuwan mempelajari replika mini dari organ tubuh manusia.
Peningkatan penggunaan organoid sebagai teknik penelitian yang populer terjadi bersamaan dengan ledakan penggunaan dan daya pemrosesan jaringan saraf buatan, yang mendukung model bahasa besar seperti Chat GPT.
FinalSpark mengklaim bahwa yang disebut bioprosesor, seperti sistem antarmuka mesin-otak yang mereka kembangkan, ‘mengonsumsi daya sejuta kali lebih sedikit dibandingkan prosesor digital tradisional’.
Meskipun tidak memiliki data spesifik tentang sistem penggunaan energinya, atau daya pemrosesannya, tim riset FinalSpark mengatakan bahwa melatih satu model bahasa besar seperti GPT-3, pendahulu GPT-4, membutuhkan 10 gigawatt jam atau sekitar 6.000 kali lipat energi yang digunakan oleh satu warga Eropa dalam setahun.
Sementara itu, otak manusia mengoperasikan 86 miliar neuronnya hanya dengan menggunakan sebagian kecil energi tersebut: hanya 0,3 kilowatt jam per hari.
Tren teknologi juga menunjukkan bahwa industri AI yang berkembang pesat akan mengonsumsi 3,5 persen listrik global pada tahun 2030. Saat ini, industri IT secara keseluruhan bertanggung jawab atas sekitar 2 persen emisi CO2 global.
Jelas bahwa semakin diperlukan cara-cara untuk membuat komputasi lebih hemat energi, dan sinergi antara jaringan sel otak dan sirkuit komputasi adalah hal yang patut dieksplorasi.
FinalSpark bukanlah yang pertama mencoba menghubungkan probe ke sistem biologis, atau mencoba memprogram jaringan saraf dengan andal agar dapat menjalankan fungsi input-output tertentu sesuai perintah.
Pada tahun 2023, peneliti di Amerika Serikat membangun bioprosesor yang menghubungkan perangkat keras komputer dengan organoid otak, dan sistem tersebut belajar mengenali pola suara.
Meskipun tujuan akhirnya mungkin adalah pendekatan komputasi yang baru dan hemat energi, untuk saat ini sistem tersebut digunakan untuk memungkinkan peneliti menjalankan eksperimen panjang pada organoid otak, seperti pendahulunya.
Namun, ada beberapa peningkatan: Tim FinalSpark mengatakan peneliti dapat terhubung ke sistem mereka dari jarak jauh, dan mini-otak tersebut dapat bertahan hingga 100 hari, dengan aktivitas listriknya diukur sepanjang waktu.
Di masa depan, tim berencana untuk memperluas kemampuan platform mereka untuk menangani berbagai protokol eksperimental yang relevan dengan komputasi wetware, seperti menyuntikkan molekul dan obat-obatan ke dalam organoid untuk pengujian.
Bagaimanapun arah perkembangannya, baik dalam mendukung komputasi atau penelitian organoid, akan menarik untuk melihat apa yang dapat dicapai oleh para peneliti.
Studi ini telah dipublikasikan di Frontiers in Artificial Intelligence.
Referensi:
[1] https://www.sciencealert.com/swiss-startup-connects-16-human-mini-brains-to-create-low-energy-biocomputer diakses pada 14 Agustus 2024.
[2] Fred D. Jordan, Martin Kutter, Jean-Marc Comby, Flora Brozzi, Ewelina Kurtys. Open and remotely accessible Neuroplatform from research in wetware computing. Frontiers in Artificial Intelligence, 2024; 7. DOI : 10.3389/frai.2024.1376042
Alumni S1 Kimia Universitas Negeri Makassar. Pengajar kimia, penulis di warstek.com.