SFが現実になり、科学者は人間の脳細胞で動くコンピューターを開発するのでしょうか? ！

監査専門家：鄭州軽工業大学教授 鄭元凡

最近、人工知能の分野は非常に活発になっています。 Chat GPT （Chat Generative Pre-trained Transformer）を筆頭とする数々のAI（人工知能）製品がインターネット上で大流行し、その強力なパフォーマンスでネットユーザーの認知を絶えず刷新し、AIが世界を変える時代が来ていると多くの人々に信じさせています。

しかし、一部の科学者は、現在の人間のコンピューター技術はボトルネックに達しており、AIの発展は制限されるだろうと示唆している。彼らはオルガノイド知能（OI）という概念を提唱しており、将来OIが実現できれば、SF映画に出てくる「強い人工知能」が現実になる可能性が高いとしている。

AI、GPT、強力な人工知能

OIを理解する前に、まずは今注目を浴びているAIについてお話ししましょう。 AI は人工知能の略称で、1956 年のダートマス会議で初めて正式に提案されました。人間の意識と思考プロセスをシミュレートするものであり、人間が知能の本質を理解するための手段です。ウィンストン教授は、AI を「これまでは人間だけが実行できた知的なタスクをコンピューターに実行させる方法を研究する」と定義しています。出典: pixabay

数十年にわたる開発を経て、AIは私たちの生活の中で広く使用されるようになりました。携帯電話のスマート音声アシスタント、認証プロセスで頻繁に登場する顔認識、インターネット閲覧時の情報プッシュなどの役割やタスクには、すべて AI の参加が必要です。

また、医療、物流、生産、輸送などのハイテク分野でも重要な役割を果たしています。絵画や作曲など、AIが人間に取って代わることはまずないと一般的に考えられている分野にも、AIが浸透し始めています。作品の完成度は素晴らしく、審査員からも満場一致で賞賛されました。 AI作品「スペースオペラ」
出典: AI/百度百科事典

2022年にコロラド州フェアで開催されたアートコンテストで、「スペースオペラ」と題された絵画がデジタルアート賞を受賞した。この絵画は、地元のデザイナー、ジェイソン・アレン氏が人工知能を使って作成し、その後フォトショップで修正された。この作品の受賞は地元の芸術界でも大きな論争を引き起こした。
今日の人工知能は、学習とトレーニングに大量のデータを必要とします。ビッグデータ時代の文脈において、AIの開発はより速く、より便利になりました。最近インターネット上で爆発的に普及した ChatGPT は、膨大なデータのサポートから切り離すことはできません。出典: インターネット写真

ChatGPT は、利用可能なインターネット データでトレーニングされたテキスト生成ディープラーニング モデルであり、GPT-4 にアップデートされています。 GPT-4 の知識はほぼすべての主題をカバーしています。標準的な文法と厳密な論理でテキストを生成したり、絵画を描いたりできるほか、SAT（米国大学入学試験として知られる学力評価テスト）や司法試験などの難しい人間の試験で非常に高いスコアを達成することもできます。とてもパワフルなので驚きます。

現在、すべての人工知能はまだ弱い人工知能の段階にあります。強力な人工知能は多重知能とも呼ばれ、知的完全性を持ち、自律的な推論と思考が可能な人工知能を指します。知覚や意識を生み出すことができると考えられており、AI開発の新たな目標となっています。強力な人工知能は決して実現できないと考える人もいますが、OI コンセプトの出現により多重知能への希望がもたらされました。 OIは、人間の脳の構造、思考パターン、学習パターンなどを直接シミュレートすることで、完全な強力な人工知能を開発できる可能性があります。

OIとは何ですか?

ChatGPT の出現は人工知能の発展における特異点を示し、業界の飛躍的な発展をもたらすだろうと多くの人が信じています。しかし、鋭い洞察力を持つ科学者の中には、今日のコンピューター技術と人工知能技術はボトルネックに近づいていると考える者もいる。それは、人間がチップ上にさらに多くのトランジスタを搭載することが困難になっているためだ。

実際、人間にとって、人間の脳は最も複雑な知能システムであり、人工知能の本質も人間の脳の思考プロセスのシミュレーションです。では、「脳」を直接作成することは可能なのでしょうか?

2023年2月、ジョンズ・ホプキンス大学のトーマス・ハルトゥングのチームは、この理論を利用して将来、より強力で効率的、かつエネルギー効率の高いコンピューターを開発するという目的で、オルガノイド知能（OI）の概念を提唱した。

オルガノイドは、体内の臓器または組織源に非常に類似した臓器モデルであり、3D 体外細胞培養システムを通じて培養されます。本物の臓器ではありませんが、本来の臓器の機能の一部を備えています。

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OI は同様の技術を使用して脳細胞組織を体外で培養し、それを生物学的コンピューターのコアハードウェア (CPU とグラフィック カード) として使用します。その後、トレーニングや計算のために、マイクロ電極アレイやその他の手段を介して外部の電子機器に接続します。

2022年12月、オーストラリアのバイオテクノロジー新興企業Cortical Labsは、ヒト幹細胞を使用してヒトニューロンの分化を誘導し、これらのニューロンをマルチ電極アレイコンピューターと統合して、人間の脳とコンピューターの組み合わせを形成しました。次に、微小電極アレイを使用して「ピンポン」ゲームをプレイさせたところ、ニューロンはわずか 5 分でゲームの操作方法を学習しました。同様の規模の人工ニューラル ネットワークでは 90 分かかる可能性があります。

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オルガノイドの知能は生物学的ハードウェアに基づいているため、最大の進歩の 1 つは消費電力の削減です。 OI のコアハードウェアデバイスは、ほぼもう一つの脳とみなすことができ、脳の消費電力は極めて低くなっています。

成人の脳の平均消費電力はわずか 20W ですが、ほとんどの AI サーバーの消費電力は通常 10^6W 程度です。わが国の Sunway TaihuLight スーパーコンピューターなどのトップクラスのスーパーコンピューターは、最大 15.37MW (メガワット) の電力を消費します。さらに、OI には強力なディープラーニング機能も備わっています。

OIはAIよりも学習を理解している

OI は人間の脳の組織構造を持っているため、「少数サンプル学習」を実現でき、複雑な問題を処理する能力は従来の AI をはるかに上回ります。単純なものを認識したい場合、人間の脳がそれを学習するには約 10 個のサンプルしか必要ありません。しかし、初期の頃は、AI は何百万ものサンプルを「学習」した後でも、まだ学習していませんでした。

世界トップの囲碁棋士、イ・セドル氏を破ったアルファ碁には、約16万の対局データが「投入」された。これほどの膨大なトレーニング量では、プロの選手はたとえ毎日食べたり飲んだりしなかったとしても、約 37 年間のトレーニングが必要になります。

人間の脳には、スーパーマルチコアプロセッサのような非常に複雑なニューラルネットワークがあります。人間の脳の思考領域は主に大脳皮質に集中しており、約140億個のニューロンを持ち、1014〜1015OPS（1秒あたりの演算数）の計算能力を生み出すことができます。これは、通常のコンピューターの計算能力（1010 OPS）の数十万倍です。このような強力な計算能力と非常に複雑なニューラル ネットワーク構造により、人間の脳は多層のディープラーニング モデルを進化させることができました。このモデルにより、人間はコンピューターよりも何百万倍も効率よく、さまざまな複雑な問題を学習し、処理できるようになります。

同時に、人間の脳は一つのことを学習した後、得られた経験、戦略、方法などを他のことにも応用することができます。例えば、囲碁を学ぶことで身についた思考パターンや方法論は、バスケットボールやサッカーなど他のスポーツにも応用できますが、AIが新しいスキルを習得するには、ゼロから始めなければなりません。

出典: hippopx

OI は時代を超えた先進的な技術であることに疑いの余地はありません。それを本当に実現するには何十年もかかるかもしれません。一部の科学者は、プライバシー権をどのように保護するか、倫理規範に従うか、人間の価値観をどのように尊重するかといった倫理的問題を提起している。これらの問題を解決するには、プロセスと時間も必要です。

将来、OI が本当に実現できれば、人工知能の分野で新たなブームが巻き起こるかもしれません。その時までに、SF映画で描かれているような知覚と意識を備えた強力な人工知能が本当に実現可能になるかもしれません。