来源:市场资讯
(来源:电脑报少年派)
还记得2025年11期《“缸中之脑”与湿件计算机》中那台湿件计算机CL1吗?当时那个泡在培养皿里的“人脑芯片”,花了好一阵子才学会玩最简单的《乒乓》游戏。最近,它只用了一周时间,就会玩第一人称射击游戏《毁灭战士》(DOOM)了。这标志着生物计算正在从概念验证逐渐迈向实际应用。
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01
一年前:硅芯片上的迷你大脑
CL1是澳大利亚Cortical Labs公司造的一款商用生物计算机,核心的“人脑芯片”是两层结构:底下是布满59个电极的硅芯片,上面趴着约80万个人工培养的人脑神经元,这个数量介于蚂蚁和蟑螂的大脑之间,只有人脑的十万分之一。
电极负责双向交流:给神经元发信号刺激,再读取它们的放电反应。那些神经元也不是从人脑子里挖出来的,而是用志愿者的血细胞重新诱导培育出来的。
训练逻辑基于神经科学家卡尔·弗里斯顿的“自由能原理”——神经元喜欢预测准确的信号。当接收到的信号与预期完全吻合时,就感到“舒适”并加强神经连接;当出现意外偏差时,就修正神经连接,以此驱动脑细胞主动学习并适应环境。
2022年,这套系统学会了玩《乒乓》(Pong)。系统将屏幕上球的位置转化为电刺激信号,神经元网络在不断接收反馈后逐渐形成活动模式,这些模式会被解释为控制球拍移动的指令。结果传统AI得练90分钟,它5分钟就学会玩乒乓了。而且一台CL1功耗才30瓦,超级省电。
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培养“
人脑芯片”
生物计算机与湿件计算机
湿件计算机是生物计算机中赛博朋克的一类。
生物计算机泛指一切利用生物材料做计算机元件的设备。DNA计算、蛋白质电路、细菌逻辑门甚至活细胞当传感器都算。如果有一天计算机用上了DNA存储盘,那也是生物计算机,它符合“用生物部件替换硅基元件”的核心规则。
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神经元上接了59个电极
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在硅基芯片上的神经元
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人工培养的神经元能玩乒乓游戏
湿件计算机则特指活体神经元当CPU的计算机,“湿件”这个词对标的是“硬件”“软件”,强调这CPU是活的、会思考、需要营养的“肉件”。所以,CL1是生物计算机中最激进的湿件计算机,它的算力来自活动的人脑神经元。
02
Python让“人脑芯片”能升级打怪
相比平面的乒乓游戏,《毁灭战士》需要在与现实环境类似的准3D迷宫中搜索打怪,没有视觉器官的CL1,怎样玩到三维游戏呢?
这得益于研究人员为CL1的系统开放了连接Python编程的接口,并推出了租用CL1云平台的服务,这极大降低了实验门槛,让广大开发者都能控制神经元。
一个此前没有生物计算经验的独立开发者Sean Cole,仅用了一周时间,就成功让CL1运行《毁灭战士》的开源版(FreeDOOM)。
为了让神经元看到屏幕,程序将游戏画面转为电信号刺激。例如,游戏画面右侧出现敌人时,就激活芯片右侧对应区域的电极。神经元们会根据刺激以不同的放电作为反馈,CL1的系统能解读这些放电信号,把它们变为移动、开枪等游戏指令。
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CL1仅用一周就会玩《毁灭战士》
03
湿件计算机也许可行
实验中仅激活了20万个神经元(人脑约860亿个神经元),就可以指挥角色移动、转向、寻找敌人、射击。尽管角色经常死亡,但研究人员观察到神经元有明显的学习、优化迹象,证明这些神经元并不是简单地被动响应刺激,而是在不断调整自身活动模式,以更好地适应环境。
尽管如此,目前的系统与真正的大脑仍然存在巨大差距。首先,这些神经元并不具备意识,也不知道自己正在“玩游戏”。它们只是对电刺激做出反应。其次,科学家仍然不完全理解神经元网络是如何在游戏刺激环境中形成建立行为策略的。
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英国曼彻斯特大学计算机工程师Steve Furber指出,虽然让神经元玩《毁灭战士》是个有趣的进展,但人们仍然不知道神经元是如何“理解任务”的。没有视觉系统,也没有真正的身体,这些细胞究竟如何从电刺激中提取信息并形成行为模式,仍然是一个难以清晰回答的科学问题。
英国西英格兰大学计算机科学家Andrew Adamatzky则认为,《毁灭战士》实验展示了生物神经系统能够处理复杂、不确定、实时变化的环境,这正是未来生物计算机必须面对的挑战。仅从技术角度讲,这项实验本身已经具有潜在意义。
04
未来能干什么
有些研究者认为生物计算机更适合控制机器人。让神经元在虚拟环境中控制游戏角色,其实与未来控制机器人手臂的任务类似,给机械臂加上触觉传感器,能让生物计算机控制抓取物体。
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这项技术还有另一项优势:能耗效率。现在的人工智能模型要依赖巨大的算力资源和电力消耗,而神经元本身是一种高效的信息处理系统,能比硅基芯片更省电。
不过,随着这项技术的发展也必然会引发“缸中之脑”的讨论。当前实验使用的神经元只是简单的细胞网络,没有意识或自我体验。它们更像是一种特殊材料,一种能够处理信息的生物基底。当实验室培养出更复杂的神经元或类脑器官,它们是否具有意识?如果真的有了某种形式的意识,是否需要新的伦理规范?
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