[数码讨论]澳大利亚公司打造人类活体神经元计算机，可运行《毁灭战士》 [复制链接]

IT之家 3 月 1 日消息，据 Techspot 报道，澳大利亚生物技术初创公司 Cortical Labs 在生物计算领域再次实现重大突破，其最新硬件平台 CL1 以活体人类神经元作为完整功能计算机的核心，现已能够运行《毁灭战士》（Doom）。该公司通过其 Cortical Cloud（皮质云）展示了这一成果，并将演示视频发布在 YouTube 上，开源代码则上传至 GitHub。

2022 年，该团队曾让 80 万个神经元组成的网络学会玩《乓》（Pong），震惊科技界。而全新的 CL1 是他们推出的首款商用系统，将这一概念转化为工程化硬件：设备以 59 个电极构成核心，排布在金属与玻璃制成的平面阵列上。更密集的电极接触网络与升级后的信号处理技术，将延迟从毫秒级降至亚毫秒级，让这个活体神经网络的响应流畅度接近传统处理器。

与模拟神经网络不同，CL1 使用的是真正的神经元：从成年捐赠者的皮肤或血液细胞中提取，重编程为诱导多能干细胞，再分化为大脑皮质细胞。

在 CL1 模块中，活体组织被置于密封腔室内，由内部生命支持系统控制气体成分、温度和废物过滤。在理想实验室环境下，这些神经元可保持活性与存活长达六个月。

为管理这一生物基底，Cortical Labs 专门开发了名为 biOS 的操作系统，通过电极阵列发送与接收电信号刺激。开发者可直接将代码部署到神经元层，反馈信号会像生物大脑中的突触一样，塑造出自适应通路。

在训练《乓》《毁灭战士》这类游戏时，神经元网络会根据刺激做出反应 —— 达成目标时收到奖励信号，失败时收到修正信号，从而形成自组织的响应模式。

Cortical Labs 将这种计算模式称为“合成生物智能”（Synthetic Biological Intelligence），旨在将活体计算与传统人工智能区分开来。严格来说，CL1 是一套独立的台式设备，同时也可集成进 30 单元的服务器机架，面向科研机构使用。

每个模块售价约 3.5 万美元（IT之家注：现汇率约合 24 万元人民币），机架批量采购单价可降至 2 万美元（现汇率约合 13.7 万元人民币）。一整台机架功耗约 850–1000 瓦，与单台中高端 GPU 服务器相当。该公司已于 2025 年开始交付首批 115 套商用系统，并保持云端连接，支持实时监控与远程代码部署。

让 CL1 运行《毁灭战士》，既有实用意义，也有象征意义。自 1993 年问世以来，这款游戏已成为测试硬件的通用基准，从图形计算器到改装过的验孕棒，几乎所有新奇硬件都会用运行它来“证明自己”。

Cortical Labs在生物计算领域的突破意义
Cortical Labs在生物计算领域实现重大突破具有多方面深远意义。从科学研究角度看，以活体人类神经元作为完整功能计算机的核心并成功运行《毁灭战士》，为神经科学、计算机科学等多学科交叉研究提供了全新的范式和实验平台。以往对神经元的研究大多停留在理论或简单模拟层面，而CL1的出现使得科学家能够直接观察和操控活体神经元在计算任务中的行为，有助于深入理解神经元的工作机制、信息处理方式以及神经可塑性等关键科学问题，推动神经科学向更深入的方向发展。

从技术发展角度而言，这是生物计算领域的一次里程碑式进展。传统的计算机基于硅基芯片和二进制逻辑运算，而生物计算利用活体神经元的生物特性进行信息处理，具有独特的优势。例如，神经元具有高度的并行处理能力和自适应能力，能够在复杂、不确定的环境中快速做出决策。CL1的成功展示了生物计算在实际应用中的潜力，为未来计算机技术的发展开辟了新的道路，有可能引发计算机架构和算法的革命性变革。

从社会影响方面考虑，这一突破引起了科技界和公众的广泛关注，激发了人们对生物计算和人工智能未来发展的想象和讨论。它让人们看到，除了传统的人工智能发展路径，生物与计算机的融合也可能带来意想不到的成果，为解决一些复杂的社会问题，如医疗诊断、智能控制等提供了新的思路和方法。
CL1相较于之前成果的进步
与2022年该团队让80万个神经元组成的网络学会玩《乓》相比，CL1实现了显著的进步。在硬件方面，CL1是首款商用系统，将概念转化为工程化硬件。其设备以59个电极构成核心，排布在金属与玻璃制成的平面阵列上，更密集的电极接触网络与升级后的信号处理技术，将延迟从毫秒级降至亚毫秒级，使得活体神经网络的响应流畅度接近传统处理器。这意味着CL1在性能上有了质的提升，能够更快速、准确地处理信息，为运行更复杂的任务提供了硬件基础。

从应用范围来看，之前只是让神经元网络学会玩简单的《乓》游戏，而CL1已经能够运行《毁灭战士》这样相对复杂的游戏。《毁灭战士》对计算机的图形处理、逻辑运算和响应速度等方面都有更高的要求，CL1能够成功运行它，表明其具备处理更复杂计算任务的能力，应用场景得到了极大的拓展。

在系统稳定性和可持续性方面，CL1也有改进。在CL1模块中，活体组织被置于密封腔室内，由内部生命支持系统控制气体成分、温度和废物过滤，在理想实验室环境下，这些神经元可保持活性与存活长达六个月。相比之下，之前的研究可能没有如此完善的生命支持系统，神经元的存活时间和活性可能较短，这限制了研究的持续性和稳定性。CL1的改进使得研究人员能够进行更长期、更稳定的实验和研究。
CL1使用的神经元来源及培养方式的特点
CL1使用的是真正的神经元，其来源和培养方式具有独特的特点。从来源上看，神经元是从成年捐赠者的皮肤或血液细胞中提取的。这种方式具有诸多优势，首先，避免了从人体直接获取大脑皮质细胞可能带来的伦理和法律问题，因为皮肤或血液细胞的获取相对容易，且对捐赠者的身体影响较小。其次，成年捐赠者的细胞来源广泛，可以为研究提供充足的样本，有利于大规模的实验和研究。

在培养方式上，将这些细胞重编程为诱导多能干细胞，再分化为大脑皮质细胞。诱导多能干细胞具有类似胚胎干细胞的特性，能够分化为各种类型的细胞。通过这种重编程和分化的过程，可以获得大量特定类型的大脑皮质细胞，满足CL1对神经元的需求。而且，这种方式可以实现对神经元的精准控制，研究人员可以根据需要调整细胞的分化和发育过程，培养出具有特定功能和特性的神经元，为生物计算的研究和应用提供了更灵活、更可控的细胞来源。
biOS操作系统在CL1中的作用
biOS操作系统在CL1中起着至关重要的作用。它是专门为管理生物基底而开发的操作系统，通过电极阵列发送与接收电信号刺激，实现了计算机与活体神经元之间的信息交互。开发者可以直接将代码部署到神经元层，这使得对神经元的操作和控制更加直接和高效。

biOS操作系统还能够处理反馈信号，这些反馈信号会像生物大脑中的突触一样，塑造出自适应通路。在训练神经元网络玩《乓》《毁灭战士》等游戏时，神经元网络会根据刺激做出反应，达成目标时收到奖励信号，失败时收到修正信号。biOS操作系统能够准确地接收和处理这些反馈信号，并根据信号调整神经元之间的连接和活动，从而形成自组织的响应模式。这种自适应能力是生物计算的核心优势之一，而biOS操作系统为实现这种自适应提供了关键的技术支持。
“合成生物智能”计算模式的特点及优势
“合成生物智能”计算模式是Cortical Labs提出的一种将活体计算与传统人工智能区分开来的计算模式，具有独特的特点和优势。从特点上看，它使用真正的活体神经元进行信息处理，这与传统人工智能基于算法和模型的方式有本质区别。活体神经元具有生物特性，如生物电活动、神经递质释放等，这些特性使得“合成生物智能”能够模拟生物大脑的信息处理过程，具有更接近生物的智能表现。

在优势方面，“合成生物智能”具有高度的并行处理能力和自适应能力。神经元可以同时处理多个信息，并且在面对新的环境和任务时，能够通过自身的调整和学习快速适应。例如，在训练神经元网络玩游戏时，它能够根据奖励和修正信号不断优化自己的行为，形成有效的响应模式。此外，“合成生物智能”还具有低功耗的特点，一整台机架功耗约850 - 1000瓦，与单台中高端GPU服务器相当，但在处理某些复杂任务时可能具有更高的效率。
CL1的商用前景及面临的挑战
CL1具有广阔的商用前景。从目标客户来看，它主要面向科研机构使用，每个模块售价约3.5万美元，机架批量采购单价可降至2万美元。对于科研机构来说，CL1提供了一种全新的研究工具，能够帮助他们在神经科学、生物计算、人工智能等领域开展前沿研究。随着多学科交叉研究的不断深入，对这种创新性的实验平台的需求可能会不断增加。

从应用场景来看，CL1可以集成进30单元的服务器机架，适用于多种科研场景。例如，在药物研发中，可以利用CL1模拟神经元对药物的反应，加速药物的筛选和开发过程；在智能控制领域，可以利用其自适应能力实现对复杂系统的智能控制。此外，让CL1运行《毁灭战士》这样的游戏也展示了其在娱乐、教育等领域的潜在应用价值。

然而，CL1在商用过程中也面临一些挑战。首先，成本是一个重要因素。虽然批量采购单价有所降低，但对于一些科研机构来说，3.5万美元的模块售价仍然较高，可能会限制其大规模应用。其次，技术复杂性和稳定性也是问题。生物计算涉及到活体神经元的培养、维护和信息处理等多个复杂环节，任何一个环节出现问题都可能影响整个系统的性能和稳定性。此外，伦理和法律问题也不容忽视。使用活体神经元进行计算可能会引发一些伦理争议，如神经元的来源、使用方式等，需要建立相应的法律法规和伦理准则来规范其应用。
CL1运行《毁灭战士》的实用和象征意义
CL1运行《毁灭战士》具有实用和象征双重意义。从实用意义上看，《毁灭战士》自1993年问世以来，已成为测试硬件的通用基准。几乎所有新奇硬件都会用运行它来“证明自己”，因为这款游戏对计算机的图形处理、逻辑运算和响应速度等方面都有较高的要求。CL1能够成功运行《毁灭战士》，表明其具备处理复杂计算任务的能力，验证了其硬件性能和软件系统的稳定性和可靠性。这为CL1在科研和实际应用中的推广提供了有力的证据，让潜在客户对其性能有更直观的认识。

从象征意义上看，CL1运行《毁灭战士》展示了生物计算与传统计算机技术的融合和创新。它打破了人们对传统计算机的认知，让人们看到生物与计算机结合的无限可能性。这一成果激发了科技界和公众对生物计算和人工智能未来发展的想象和探索欲望，为生物计算领域的发展营造了良好的社会氛围和舆论环境。同时，也向世界展示了澳大利亚生物技术初创公司Cortical Labs在生物计算领域的创新能力和领先地位，有助于提升公司的知名度和影响力。

Cortical Labs 成功让约20万个活体人类神经元组成的生物计算机 CL1 运行了《毁灭战士》，标志着生物计算从实验室走向实用化。

📌 背景
技术路径：CL1 的神经元来自人类皮肤或血液细胞重编程后的诱导多能干细胞，通过微电极阵列与硅芯片交互2。
突破意义：这是全球首款商用可编程生物计算机，神经元响应速度达亚毫秒级，接近传统处理器2。
📊 关键参数对比
指标    CL1 生物计算机    传统 GPU 服务器
神经元数量    20万（《毁灭战士》）    无生物神经元
功耗    单机架850-1000瓦    数千瓦至万瓦级
单价    3.5万美元（零售价）    高端 GPU 约 2 万美元
学习效率    远超传统 AI    依赖算力堆砌
🔬 技术亮点
活体计算：神经元在密封腔室存活半年，通过电信号刺激形成自适应通路，类似大脑学习机制2。
混合智能架构：硅芯片与生物神经元结合，兼具生物泛化能力与数字系统的可控性4。
低门槛开发：开发者用 Python 接口一周内完成训练，远快于早期需数年研究的模式3。
📉 潜在局限
规模限制：当前神经元数量仅昆虫大脑级别，复杂任务仍需突破8。
伦理争议：活体神经元是否具备意识雏形，学界存在分歧22。
✅ 结论建议
CL1 的价值在于验证了生物计算的可行性，未来可能在药物研发、低功耗 AI 领域率先落地。若想进一步了解其技术挑战或商业化路径，欢迎随时提问 💡