Kunstige hjerneceller skal gøre AI mindre strømslugende

Kunstig intelligens har et stadig større problem: Den bliver bedre, men også mere sulten. Bag chatbots, billedgeneratorer og de store AI-modeller ligger datacentre, der kræver enorme mængder strøm og køling. Derfor kigger forskere nu mod den mest energieffektive computer, vi kender: hjernen.

På Northwestern University har et forskerhold udviklet kunstige neuroner, der ikke bare efterligner hjernens elektriske signaler på papiret. De kan sende signaler, der er realistiske nok til at aktivere levende neuroner i musehjernevæv. Hvis AI-hardware en dag kan arbejde mere som hjernen, kan det skære markant ned på strømforbruget.

AI har brug for en bedre motor

I dag bygger computerchips typisk på milliarder af næsten ens komponenter. Hjernen fungerer helt anderledes. Den er dynamisk, varieret og langt mere effektiv til at behandle information.

– Silicium skaber kompleksitet ved at have milliarder af identiske enheder, siger Mark Hersam, der har været med til at lede forskningen.

Han peger på, at hjernen er mere rodet, fleksibel og tredimensionel – og netop derfor mere interessant som forbillede for fremtidens elektronik. Forskerne har arbejdet med såkaldt neuromorfisk teknologi, hvor elektronikken forsøger at efterligne hjernens måde at sende korte elektriske impulser på. Udfordringen har længe været, at kunstige neuroner ofte opfører sig for ensartet. Derfor skal der mange af dem til, før systemerne kan bruges til noget avanceret.

Trykte neuroner på blød elektronik

Det nye gennembrud handler blandt andet om materialer. Forskerne har printet en særlig elektronisk blæk på et fleksibelt polymermateriale. Blækket indeholder blandt andet molybdændisulfid, der fungerer som halvleder, og grafen, der leder strøm.

Normalt ville man fjerne visse rester fra produktionsprocessen, fordi de kan forstyrre strømmen. Men her opdagede forskerne noget interessant: Hvis man lod en del af materialet blive tilbage, opstod der små uregelmæssigheder, som faktisk gjorde neuronerne bedre.

Resultatet blev en smal ledende kanal, der kan tænde og slukke ekstremt hurtigt. Det skaber elektriske spikes, som minder om dem, biologiske neuroner bruger til at kommunikere. De kunstige neuroner kan ikke kun sende simple tænd/sluk-signaler. De kan lave enkeltstående impulser, vedvarende aktivitet og rytmiske mønstre – altså signaler, der ligner hjernens langt mere nuancerede sprog.

Fik levende hjerneceller til at reagere

Det mest opsigtsvækkende er, at forskerne testede systemet på skiver af musehjerne. Her reagerede de biologiske neuroner på signalerne fra de kunstige neuroner.

– Man kan se de levende neuroner reagere på vores kunstige neuron, siger Mark Hersam.

Det viser, at signalerne ikke bare har den rigtige timing, men også den rigtige form til at kommunikere med rigtigt nervevæv. På kortere sigt kan teknologien få betydning for hjerne-computer-interfaces og medicinsk elektronik, der skal kommunikere direkte med nervesystemet. På længere sigt kan den pege mod en helt ny type AI-hardware.

Ingen hurtig redning for strømregningen

Det betyder ikke, at strømforbruget i AI-datacentre falder i morgen. Der er langt fra laboratorieforsøg til masseproduktion, og teknologien er stadig på et tidligt stadie. Men retningen er værd at holde øje med.

Tech-giganterne bygger stadig større datacentre for at følge med AI-boomet. Nogle taler endda om egne kraftværker for at sikre nok energi. Hvis udviklingen fortsætter, bliver det ikke nok bare at bygge større. Computere skal også blive klogere bygget.

Her kan kunstige hjerneceller blive en vigtig brik. Ikke fordi de alene løser AI’s energiproblem, men fordi de viser en anden vej end bare flere servere, mere strøm og større køleanlæg.

Kunstige hjerneceller skal gøre AI mindre strømslugende