美国DARPA资助低功耗生物计算新前沿
3月,美国国防高级研究计划局(DARPA)生物技术办公室(BTO)发布特别通告,将启动“源于融合认知与信息传递的类器官细胞形态智能”(O‑CIRCUIT)项目。该计划旨在探索边缘计算领域的一种非常规路径,研发名为“生物处理单元”(BPU)的新型处理单元,使其能以毫瓦时/天级别的极低功耗完成边缘学习与推理,并可扩展至感知物理刺激与输出指令[1]。
O‑CIRCUIT项目旨在解决当前AI训练与推理的高能耗问题。这类高能耗需求严重制约了在战术边缘提升作战人员性能的能力,受限的能源容量影响了装备的运行时长、计算能力和数据传输延迟。该项目重点围绕两项核心研究任务展开:
1、架构设计。开发先进的BPU系统,与当前最先进的神经培养物(如基于类器官的系统)相比,此类系统能够学习更复杂的功能并保留记忆。研究方向包括:通过优化细胞组成与比例、开发新的营养交换子系统、通过基因修饰或药理学手段调节代谢过程等,提高BPU结构内部的突触连接性与可塑性;通过在BPU架构中增加基于自然脑(如哺乳动物和昆虫脑)中学习网络的组件,提升BPU的记忆与学习能力。
2、执行应用。研发生物架构,以将BPU、气味传感器阵列和基于无人机的导航集成到感知‐计算‐行动系统中,作用于物理世界。气味传感器阵列将采用生物方式,并进行定制,使其能对特定气味产生响应,如爆炸物前体、化学战剂模拟物、有毒工业化学品等。
(郑颖)
[1] O-Circuit: Organoid Cytomorphic Intelligence Resulting from Convergent Understanding and Information Transfer. https://www.darpa.mil/research/programs/o-circuit