Trong một bước tiến mang tính cách mạng cho cả khoa học thần kinh và ngành công nghệ tính toán, công ty khởi nghiệp Cortical Labs đến từ Úc đã công bố CL1, máy tính sinh học đầu tiên trên thế giới sử dụng tế bào não người sống để xử lý thông tin. Thiết bị này không chỉ đánh dấu sự xuất hiện của một loại máy tính hoàn toàn mới, mà còn mở ra tương lai cho một lĩnh vực đang được gọi tên là “trí tuệ sinh học” (biological intelligence) – nơi các hệ thống máy tính không đơn thuần hoạt động bằng silicon, mà vận hành thông qua mạng lưới tế bào sống có khả năng học hỏi và thích nghi theo thời gian thực.

Công nghệ đột phá: Khi neuron trở thành bộ xử lý

CL1 không giống bất kỳ loại máy tính nào từng tồn tại. Thay vì sử dụng các chip vi xử lý truyền thống, CL1 tích hợp khoảng 800.000 tế bào thần kinh người sống vào một hệ thống chip lai ghép – nơi các tín hiệu điện tử và sinh học kết hợp để thực hiện các phép xử lý thông tin. Mỗi tế bào thần kinh trong hệ thống có thể tạo ra các xung điện nhỏ, tương tự như cách não người truyền tín hiệu trong tự nhiên. Các tín hiệu này được diễn giải và phản hồi theo thời gian thực thông qua các vòng lặp điện dưới 1 mili giây, tạo nên một cơ chế xử lý thông tin độc đáo và linh hoạt mà công nghệ bán dẫn hiện nay chưa thể bắt kịp.

Từ nghiên cứu đến thương mại hóa: CL1 sắp bước ra thị trường

Theo thông báo từ Cortical Labs, 115 thiết bị CL1 đầu tiên sẽ chính thức được bán ra vào mùa hè năm 2025. Mỗi thiết bị có giá 35.000 USD, hoặc 20.000 USD nếu mua theo gói 30 thiết bị – cho thấy đây là sản phẩm hướng tới các tổ chức nghiên cứu, phòng thí nghiệm và các doanh nghiệp công nghệ cao.

Ngoài việc bán thiết bị, Cortical Labs cũng triển khai mô hình “wetware-as-a-service” – dịch vụ cho thuê thiết bị tính toán sinh học qua đám mây, với mức phí 300 USD/tuần. Đây là bước đi chiến lược nhằm giúp khách hàng dễ dàng tiếp cận công nghệ mới mà không phải đầu tư cơ sở vật chất nuôi cấy tế bào phức tạp.

Tuy nhiên, Cortical Labs cũng đặt ra những yêu cầu nghiêm ngặt về đạo đức đối với khách hàng. Người mua CL1 cần chứng minh việc tạo dòng tế bào thần kinh người được thực hiện hợp pháp, có sự chấp thuận của các hội đồng đạo đức sinh học, đồng thời sở hữu phòng thí nghiệm đạt chuẩn nuôi cấy tế bào sống.

Cấu trúc và hoạt động của CL1: Sự sống trong chiếc máy tính

Mỗi thiết bị CL1 là sự kết hợp giữa một hệ thống nuôi dưỡng sinh học và nền tảng tính toán điện tử. Các tế bào thần kinh người được nuôi cấy trong môi trường nhân tạo, nơi có hệ thống điều chỉnh nhiệt độ, cung cấp dưỡng chất, loại bỏ chất thải và đảm bảo độ ổn định pH – tương tự như điều kiện sinh học tự nhiên của não người.

Điểm đặc biệt là các neuron không đơn thuần "sống" trong hệ thống – chúng “tư duy” và “thích nghi”. CL1 sử dụng các vòng phản hồi để truyền tín hiệu điện biểu diễn dữ liệu, sau đó theo dõi cách các tế bào phản ứng. Khả năng phản hồi này có thể được huấn luyện, điều chỉnh và lặp lại theo chu kỳ, tạo nên các mô hình tính toán mềm dẻo, mở đường cho nhiều ứng dụng mà máy tính thông thường không thể thực hiện được.

Đặc biệt, CL1 tiêu thụ năng lượng rất thấp. Một gói 30 thiết bị CL1 chỉ tiêu thụ từ 850-1.000 Watt – mức tiêu thụ điện thấp hơn rất nhiều so với hệ thống trung tâm dữ liệu AI thông thường, vốn có thể ngốn hàng chục kilowatt cho các mô hình học sâu quy mô lớn. Điều này làm cho CL1 trở thành lựa chọn hấp dẫn trong các nghiên cứu mở rộng hoặc các ứng dụng di động sử dụng năng lượng hiệu quả.

Ứng dụng tiềm năng: Từ y học đến AI và đào Bitcoin

Dù vẫn còn ở giai đoạn đầu, CL1 đã nhanh chóng thu hút sự quan tâm từ các trường đại học, viện nghiên cứu, startup công nghệ và thậm chí là các nhóm khai thác tiền điện tử. CL1 được kỳ vọng sẽ đóng vai trò như một nền tảng cho các nghiên cứu về:

Khám phá thuốc mới: Các tế bào não có thể được thiết kế mang đặc điểm di truyền của người mắc bệnh thần kinh như Alzheimer, Parkinson, động kinh... Từ đó, các nhà khoa học có thể kiểm tra phản ứng của thuốc trong môi trường sinh học thực tế, giúp rút ngắn thời gian phát triển thuốc và giảm chi phí thử nghiệm lâm sàng.

Mô phỏng bệnh học: Sử dụng các dòng tế bào khác nhau, CL1 có thể giúp mô phỏng những biến thể di truyền hiếm gặp, mở ra hướng đi mới trong nghiên cứu cá thể hóa y học (precision medicine).

Tính toán thần kinh và AI sinh học: Không giống AI truyền thống chỉ “học” từ dữ liệu, CL1 có thể “thích nghi” theo cơ chế gần giống sinh học tự nhiên. Đây là nền tảng để phát triển trí tuệ nhân tạo theo mô hình thần kinh con người thực thụ – lĩnh vực mà nhiều chuyên gia gọi là “cánh cửa dẫn tới AGI” (trí tuệ nhân tạo tổng quát).

Khả năng khai thác Bitcoin tiết kiệm năng lượng: Việc sử dụng các mô hình sinh học tiêu thụ điện năng thấp như CL1 cũng được cân nhắc trong các giải pháp khai thác tiền số, hướng đến mục tiêu phát triển các hệ thống đào tiền thân thiện với môi trường.

Tương lai dài hạn: Mở khóa trí thông minh cấp độ con người?

Theo ông Brett Kagan, Giám đốc Khoa học của Cortical Labs, CL1 mới chỉ là bước khởi đầu trong hành trình dài chinh phục trí tuệ sinh học. Ông tin rằng, nhờ đặc tính tự mở rộng và thích nghi theo thời gian của tế bào thần kinh, các thiết bị sinh học như CL1 có thể dần đạt được – và thậm chí vượt qua – khả năng xử lý thông tin của bộ não người.

“Chúng tôi đang hướng tới khả năng thiết kế các hệ thống thần kinh nhân tạo có trí tuệ như con người, hoặc thậm chí cao hơn,” Kagan chia sẻ. “Điều này không chỉ mang tính cách mạng về mặt công nghệ, mà còn đặt ra các câu hỏi sâu sắc về triết học, đạo đức và mối quan hệ giữa con người và máy móc.”

Thách thức phía trước: Đạo đức, an toàn và tính kiểm soát

Tuy nhiên, cùng với tiềm năng to lớn là những câu hỏi hóc búa về đạo đức và an toàn. Việc sử dụng tế bào não người trong vai trò một thiết bị xử lý thông tin gợi mở những ranh giới mơ hồ giữa sự sống và máy móc, giữa công nghệ và con người.

Hiện tại, Cortical Labs nhấn mạnh rằng CL1 không có ý thức – đây đơn thuần là mạng lưới tế bào phản hồi theo tín hiệu đầu vào. Tuy nhiên, các nhà đạo đức học cảnh báo rằng sự tiến hóa nhanh chóng của các hệ thống sinh học có thể dẫn đến những tình huống không thể lường trước, nếu các thiết bị đạt tới khả năng phản ứng phức tạp hơn nhiều so với dự kiến ban đầu.

Do đó, trong quá trình thương mại hóa, Cortical Labs yêu cầu khách hàng tuân thủ các quy trình xét duyệt đạo đức nghiêm ngặt trong việc tạo và sử dụng các dòng tế bào thần kinh người, đồng thời khuyến khích cộng đồng khoa học tham gia vào các cuộc thảo luận liên ngành để xây dựng các nguyên tắc đạo đức phù hợp với công nghệ mới.

Sự xuất hiện của CL1 không chỉ là một thành tựu khoa học – nó là cột mốc đánh dấu sự khai sinh của máy tính sinh học, nơi biên giới giữa công nghệ và sinh học trở nên mờ nhạt hơn bao giờ hết. Việc tích hợp tế bào thần kinh người vào hệ thống xử lý thông tin đang mở ra những chân trời mới cho nghiên cứu y học, trí tuệ nhân tạo và tính toán năng lượng thấp.

Dù còn nhiều thách thức cần vượt qua – cả về mặt kỹ thuật lẫn đạo đức – nhưng với CL1, Cortical Labs đã chứng minh rằng “máy tính sống” không còn là viễn tưởng khoa học, mà đã chính thức bước vào thế giới thực. Và biết đâu, trong vài thập kỷ tới, những thiết bị sinh học này sẽ trở thành nền tảng cho những siêu trí tuệ nhân tạo, hoặc thậm chí một “bộ não thứ hai” cho loài người.

Nguồn: Tổng hợp