Επιστήμονες στην Ιαπωνία ανακάλυψαν έναν τρόπο να χρησιμοποιήσουν τον ζωντανό ανθρώπινο ιστό ως «υπολογιστικό ταμιευτήριο» για την επεξεργασία πολύπλοκων δεδομένων – μια ανακάλυψη που θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στις φορετές συσκευές, την τεχνητή νοημοσύνη και την ιατρική τεχνολογία.
Πώς λειτουργεί η υπολογιστική μέσω ανθρώπινου ιστού
Ο καθηγητής Γιο Κομπαγιάσι του Πανεπιστημίου της Οσάκα πραγματοποίησε ένα πείραμα στο οποίο συμμετέχοντες κινούσαν τον καρπό τους σε διάφορες γωνίες, ενώ εκείνος κατέγραφε την παραμόρφωση των μυών με υπερηχογράφημα. Από τα δεδομένα αυτά δημιουργήθηκε ένα υπολογιστικό μοντέλο βασισμένο στις φυσικές ιδιότητες των μυών – όπως η μη γραμμικότητα και η ικανότητα «μνήμης» παραμόρφωσης.
Το φαινόμενο που αξιοποιείται ονομάζεται reservoir computing, μια μέθοδος επεξεργασίας δεδομένων κατά την οποία το ίδιο το σύστημα (στην προκειμένη περίπτωση το ανθρώπινο σώμα) μετασχηματίζει το σήμα εισόδου σε ένα πολυδιάστατο και μη γραμμικό «τοπίο». Από εκεί, η τελική ανάλυση γίνεται από ένα εκπαιδευόμενο μοντέλο που εξάγει αποτελέσματα.
Οι εφαρμογές της τεχνολογίας στις φορετές συσκευές και στην ιατρική
Ο Κομπαγιάσι επισημαίνει ότι στο μέλλον θα μπορούσαμε να χρησιμοποιούμε τον ίδιο μας τον ιστό ως μέρος της επεξεργασίας δεδομένων σε έξυπνα ρούχα ή ιατρικές συσκευές, μεταφέροντας μέρος της υπολογιστικής ισχύος από το chip στον ανθρώπινο οργανισμό.
«Αφού ο μαλακός ιστός υπάρχει σε όλο το σώμα, μια φορετή συσκευή θα μπορούσε να αναθέτει υπολογισμούς στον ίδιο τον ιστό, ενισχύοντας την απόδοσή της», δήλωσε.
Η ίδια τεχνολογία θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε συστήματα υποστήριξης ζωής, διεπαφές ανθρώπου-μηχανής, ακόμη και σε εφαρμογές πρόβλεψης καιρού ή μελλοντικής συμπεριφοράς σε χαοτικά συστήματα όπως οι τιμές των μετοχών ή η ποιότητα του αέρα.
Το σώμα ως «υπολογιστής με μνήμη»
Το ανθρώπινο σώμα, όπως και το κλασικό πείραμα με τους κουβάδες νερού στο reservoir computing, έχει τη δυνατότητα να αποθηκεύει και να μετασχηματίζει πληροφορίες λόγω της φυσικής του ιδιομορφίας: είναι μη γραμμικό, ιξωδοελαστικό και με φυσική μνήμη παραμόρφωσης.
Αυτό σημαίνει ότι οι εισερχόμενες πληροφορίες – όπως η γωνία του καρπού – διαχέονται μέσα στον μυϊκό ιστό με τρόπους πολύπλοκους και μη προβλέψιμους, οι οποίοι όμως μπορούν να χρησιμοποιηθούν για προβλέψεις και αναλύσεις.
Ένα πρώτο βήμα με μεγάλες προοπτικές
Αν και το παρόν πείραμα αποτελεί ακόμη δοκιμαστική εφαρμογή, οι ερευνητές θεωρούν ότι ανοίγει νέους δρόμους. Η χρήση του ίδιου του σώματος για την επεξεργασία πληροφοριών ίσως αποτελέσει το μέλλον της υπολογιστικής βιοτεχνολογίας και των φορετών υπολογιστών.
Όπως σημείωσε ο καθηγητής Κομπαγιάσι: «Αυτή η μελέτη πραγματοποίησε μόνο δοκιμές αναφοράς. Ως εκ τούτου, είναι επιτακτική ανάγκη να προσδιοριστεί η εφαρμοσιμότητα της πραγματικής υπολογιστικής διαδικασίας σε μελλοντικά σενάρια. Ωστόσο, αυτά τα ευρήματα ανοίγουν το δρόμο για την επιτυχή αξιοποίηση της δυναμικής των ανθρώπινων ιστών σε ένα ευρύ φάσμα υπολογιστικών εργασιών και εφαρμογών».
