人体计算机可能不是天方夜谭的神话,日本科学家称有望在人体里建立活体组织“计算机”
在计算机领域,许多突破性创新都致力于让机器的硅基大脑更接近人体的生物大脑。事实上,已有一个专门研究这一概念的学科——神经形态计算。但随着人与机器的界限日益模糊,反向思考是否也成立?我们的身体——特别是活体组织——能否发展出计算能力?
《IEEE Access》期刊一项新研究的作者独自探索了这种可能性,其采用的"储备池计算"框架认为:数据可输入能够编码复杂模式的"储备池"中。论文唯一作者小林洋(Yo Kobayashi)通过分析人体组织发现,这种柔软的生物结构具备诸多特性,特别适合此类计算。
常见储备池包括电路或流体箱等非线性动力系统,以活体生物作为储备池的研究相对稀少,而利用活体人体组织的研究至今尚属首次。
如何将生物系统转化为计算系统?小林的技术方案是:让受试者以不同角度弯曲手腕来收集生物力学数据,再通过超声图像捕捉手腕肌肉的微观形变,从而构建用于数据处理的"生物物理储备池"。
理想储备池需兼具复杂性与记忆能力,由于软组织的力学响应天然具备应力-应变非线性和粘弹性,肌肉组织完全符合这些标准。
这种粘弹性特质使生物物理储备池既能像液体般流动又具备弹性,从而保留既往形变的物理记忆。通过复杂非线性方程测试,该模型的准确性超越了标准线性回归模型。此项技术若获突破,将在多个领域产生重大影响。
可穿戴设备是潜在应用方向,未来或许能利用人体组织作为便捷计算资源。由于软组织遍布全身,可穿戴设备可将计算任务分配给组织来完成,从而提升性能。
人体终将成为生物计算机?这个问题或许并不像是天方夜谭。
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