A Singapore un data center alimentato da neuroni umani vivi per l'IA. Traverso: "Si sfoca il confine tra organico, vivente e meccanico. Cosa significherebbe spegnerlo?"

TRENTO. Sembra fantascienza, ma è realtà – con tutte le conseguenze e le inevitabili valutazioni del caso. A Singapore è stato inaugurato il primo data center destinato all'intelligenza artificiale alimentato da milioni di neuroni umani vivi, formando così una grossa rete “biologica” alimentata da cellule create a partire da staminali pluripotenti.

Una novità che, secondo quanto riportato, permetterebbe di ridurre nettamente i consumi, visto il dispendio di energia molto inferiore rispetto ai “normali” chip a silicio, ma che apre inevitabilmente a questioni di natura sia funzionale – si tratta, in altre parole, di una tecnologia veramente scalabile e dal potenziale impatto in un mercato in rapidissima crescita come quello dell'Ia? – che bioetica – visto e considerato l'utilizzo di materiale biologico.

A sottolinearlo a il Dolomiti è Paolo Traverso, Direttore Pianificazione Strategica della Fondazione Bruno Kessler e attivo da anni proprio nella ricerca e nell'applicazione di sistemi di intelligenza artificiale. Ma procediamo con ordine.

Innanzitutto, come riporta il Corriere della Sera nel dare la notizia del via alla sperimentazione a Singapore, l'iniziativa è frutto della collaborazione tra l'Università nazionale del Paese del sud-est asiatico (Nus Medicine), Day One (un'azienda di infrastrutture digitali) e Cortical Labs, una startup australiana specializzata nello sviluppo del settore delle biotecnologie. E proprio da Cortical Labs è arrivata, ancora negli scorsi anni, l'idea di sfruttare la relativa efficienza delle sinapsi nell'ambito dei data center legati all'Ia – notoriamente molto dispendiosi dal punto di vista energetico, visti i consumi delle tradizionali Gpu.

In particolare, la sperimentazione portata avanti a Singapore vede l'utilizzo di 20 computer “biologici”, alimentati da altrettanti sistemi basati sull'utilizzo di 800mila neuroni ciascuno. “Si tratta – dice Traverso – di un'ampia rete neurale i cui singoli nodi, semplificando, rispondono agli impulsi del sistema operando come dei transistor biologici. Le cellule vengono nel concreto collegate a una matrice di microelettrodi, che possono sia stimolare i neuroni che registrare l'attività elettrica che producono”. Partendo dunque dall'input fornito da un determinato schema di impulsi elettrici, i neuroni ricevono lo stimolo e reagiscono. Gli elettrodi rilevano poi gli impulsi prodotti, che vengono infine interpretati come output.

Come anticipato, il sistema permette di ridurre notevolmente i consumi di energia: ogni singolo computer si muoverebbe nell'ordine di qualche decina di Watt per i sistemi che sfruttano i neuroni umani, contro qualche centinaia di Watt per un equivalente chip tradizionale – a silicio, dunque.

“L'argomento è sicuramente interessante – continua il ricercatore di Fbk – ma bisogna a mio avviso fare subito una precisazione: si tratta di un prototipo, non di un prodotto che già oggi potrebbe funzionare come un data center tradizionale. I motivi sono diversi, ma il principale è il funzionamento del sistema stesso, che non sarebbe in grado di gestire moderni Large language models, né di offrire velocità, prestazioni e soprattutto replicabilità dei sistemi tradizionali”.

Un punto, quest'ultimo, particolarmente rilevante: “Reti neurali di questo tipo funzionano in maniera diversa rispetto a quelle alimentate, in termini di potenza di calcolo, dai chip 'inorganici'. Da una parte è vero che, grazie alla loro plasticità, i neuroni stessi sono in grado di stabilire connessioni diverse, richiedendo un 'addestramento' molto più contenuto rispetto a quello oggi necessario sui sistemi tradizionali”. In altre parole, per “imparare” un certo aspetto richiederebbero meno iterazioni e meno esempi pratici, riducendo quindi di molto sia i costi che le tempistiche.

“Il retro della medaglia – dice però Traverso – è la variabilità intrinseca di questi sistemi: due reti biologiche apparentemente identiche, sottoposte allo stesso addestramento e agli stessi stimoli, potrebbero sviluppare connessioni e dinamiche differenti e, di conseguenza, arrivare a risultati diversi pur partendo dal medesimo contesto di base. Il tutto senza contare che, ogni sei mesi circa, i chip alimentati a neuroni devono essere sostituiti, visto che le cellule stesse smettono di essere performanti. A mio avviso ad oggi altre soluzioni per il risparmio energetico legato al mondo dei data center sono molto più efficaci: pensiamo per esempio al progetto Intacture, che portiamo avanti proprio qui in Trentino, in Val di Non (si tratta del primo e unico data center europeo costruito all'interno di una miniera attiva, nel cuore di una montagna, che offre diversi vantaggi anche in termini di sostenibilità ndr)”.

Al di là delle potenzialità, però, per il ricercatore di Fbk vanno poi affrontate anche questioni più “etiche”, legate alla natura stessa della tecnologia: “Parliamo di insiemi di neuroni, di reti neurali biologiche, formate da materiale organico. Sono colture dunque di cellule vive, 'nutrite' con del materiale zuccherino e collegate attraverso dei microelettrodi per restituire degli impulsi, richiamando un meccanismo per certi versi simile a quello che si verifica nel nostro cervello. Una Gpu normale è formata da transistor e silicio: la funzione, nei fatti, è la stessa, ma chiaramente il contesto operativo è completamente diverso. Per il momento parliamo di una sperimentazione ridotta in termini di potenza: immaginiamo però dei sistemi di questo tipo in scala molto più grande, delle enormi reti neurali alimentate da centinaia e centinaia di milioni di cellule. Un sistema che apprende, in modalità per certi versi sorprendenti e non prevedibili. In questo contesto il confine tra organico, vivente e meccanico risulterebbe sfocato: per questo è necessario valutare con attenzione anche il profilo etico di un'innovazione simile. Poniamoci per esempio - conclude - una domanda basilare: cosa significherebbe 'spegnere' un sistema di questo tipo?".