Intelligenza artificiale-immagine credit public domain.
In pochi anni, l’intelligenza artificiale si è evoluta rapidamente da un concetto informatico futuristico a una parte importante della vita quotidiana. Con la crescente popolarità e l’ampio utilizzo degli strumenti di intelligenza artificiale per una vasta gamma di scopi, gli informatici continuano ad ampliare i loro sforzi di ricerca per esplorare nuove possibilità e soluzioni.
L”ultimo progetto della School of Computing dell’Università del Nebraska-Lincoln propone che i sistemi biologici che inizialmente hanno ispirato lo sviluppo dell’intelligenza artificiale possano essere espansi verso sistemi bioibridi che utilizzano l’intelligenza direttamente dalle cellule viventi.
Grazie a un nuovo finanziamento della National Science Foundation e in collaborazione con la Princeton University, Sasitharan Balasubramaniam, Professore associato presso la School of Computing, intende scoprire come le strutture naturali nelle reti geniche batteriche potrebbero essere sfruttate per applicazioni di intelligenza artificiale.
I sistemi di intelligenza artificiale sono costruiti in modo simile alle reti neurali presenti nel cervello umano. Sebbene gli scienziati abbiano cercato di utilizzare neuroni viventi per ricerche informatiche simili, i neuroni presentano una serie di sfide, tra cui preoccupazioni etiche e fragilità al di fuori delle condizioni ambientali ideali. I batteri, tuttavia, sono molto più resilienti e possiedono al loro interno una rete che Balasubramaniam ritiene possa essere sfruttata in modo analogo.
“Anche se non hanno un cervello vero e proprio, hanno una struttura di rete che assomiglia a una rete neurale artificiale, e se ha quella struttura di rete, perché non possiamo usarla per l’informatica?“, ha detto Balasubramaniam. “I batteri sono molto più facili da mantenere, quindi vedo un futuro più sostenibile per connettersi a un computer rispetto ai neuroni“.
Balasubramaniam e il suo team di ricerca lavoreranno per stabilire un meccanismo di comunicazione elettrica e chimica collegando il batterio elettroattivo Shewanella oneidensis a un sistema informatico. Utilizzando il concetto di elettrogenetica, verranno inviati impulsi elettrici per stimolare i geni bersaglio delle reti neurali artificiali regolatrici dei geni batterici (GR-ANN), innescando una reazione chimica per l’elaborazione e producendo un output elettrico che potrà essere nuovamente interpretato dal computer.
Balasubramaniam ha affermato che la creazione di questo circuito di comunicazione tra i batteri e il sistema informatico potrebbe effettivamente consentire ai batteri di svolgere alcune delle attività del computer.
“Quello che stiamo cercando di fare è scaricare gran parte del lavoro e delle attività quotidiane da un tipico computer al silicio sulle celle e lasciarle funzionare attraverso il substrato cellulare“, ha affermato Balasubramaniam.
Ridistribuendo il carico di lavoro del computer e consentendo alle cellule batteriche di svolgere la maggior parte del lavoro pesante, il progetto offre diverse possibilità di risparmio energetico. Poiché la quantità di energia necessaria per alimentare le applicazioni di intelligenza artificiale sta diventando una preoccupazione ambientale crescente per molti, la scoperta di una soluzione è uno degli obiettivi principali del progetto.
“I computer, in particolare i modelli di intelligenza artificiale, generano e utilizzano molta energia. L’energia è un problema enorme, ma credo che i batteri potrebbero cambiare le carte in tavola”, ha affermato Balasubramaniam. “Speriamo che questo sia un modo per creare nuovi computer a basso consumo energetico in futuro, e forse potremo persino sfruttare l’intelligenza naturale delle cellule per migliorare la conoscenza dell’intelligenza artificiale”.
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Balasubramaniam ha affermato che se il progetto avrà successo, non solo potrebbe rivoluzionare l’architettura e i sistemi informatici bioibridi, ma potrebbe anche potenzialmente portare ad altre invenzioni, come dispositivi impiantabili a forma di pillola con elaborazione batterica programmata che uniranno i settori sanitario e tecnologico.
“I batteri causano molte infezioni nelle ferite, quindi una soluzione potrebbe essere una pillola intelligente collegata a un computer. All’interno della pillola intelligente, si trovano batteri ingegnerizzati con capacità di intelligenza artificiale”, ha detto Balasubramaniam. “Questi batteri interagiranno con i batteri naturali che causano l’infezione, e poi si cercherà di controllarli”.
Balasubramaniam spera che il suo progetto porti a ulteriori scoperte e apra nuove possibilità nel campo della biotecnologia e in molti altri campi della scienza e della ricerca.
“Spero che sia solo un punto di partenza, ma che permetterà di ripensare in futuro il modo in cui progettiamo i computer”, ha detto Balasubramaniam. “Pensate a una rete neurale, ma invece di essere su un chip di silicio, è all’interno di una cellula”.