Кредит: Йо Кобаяши, 2025.
Большинство компьютеров работают на микрочипах, но что, если мы все это время упускали из виду более простой, более элегантный вычислительный инструмент? На самом деле, что, если мы были вычислительным инструментом?
Как бы сумасшедшие это ни звучало, будущее, в котором люди делают те, которые делают вычисления, может быть ближе, чем мы думаем. В статье, опубликованной в IEEE AccessЙо Кобаяши из аспирантуры инженерных наук в Университете Осаки демонстрирует, что живая ткань может использоваться для обработки информации и решения сложных уравнений, точно так же, как компьютер.
Это достижение является примером мощности вычислительной структуры, известной как резервуарные вычисления, в которой данные вводятся в сложный «водохранилище», способный кодировать богатые шаблоны. Затем вычислительная модель учится конвертировать эти шаблоны в значимые результаты через нейронную сеть.
«Общие резервуары включают нелинейные динамические системы, такие как электрические схемы или резервуары жидкости», — говорит Кобаяши. «Существует сравнительно мало исследований, в которых используются живые организмы в качестве резервуаров, и до сих пор ни один, который использует in vivo человеческой ткани».
Чтобы проверить, можно ли использовать ткани человека для выполнения вычислений, Кобаяши имели участники, предоставляющие биомеханические данные, изгиба их запястья под разными углами и принимая ультразвуковые изображения последующей деформации мышц в их руках. Эти данные были затем использованы для создания «биофизического резервуара» для обработки данных.
«Идеальный резервуар обладает как сложностью, так и памятью», — объясняет Кобаяши. «Поскольку механические реакции мягких тканей по своей природе демонстрируют нелинейность и вязкоупругость стресса, мышечная ткань легко удовлетворяют эти критерии».
В серии контрольных тестов, включающих решение сложных нелинейных уравнений, Кобаяши сравнил эффективность своей модели ткани человека со стандартной линейной регрессией. Он обнаружил, что модель с использованием биофизического резервуара была неизменно более точной по порядку.
«Одной из потенциальных областей применения этой технологии являются носимые устройства», — говорит Кобаяши. «В будущем может быть возможно использовать нашу собственную ткань в качестве удобного вычислительного ресурса. Поскольку мягкие ткани присутствуют по всему телу, носимое устройство может делегировать расчеты в ткани, повышая производительность».
Теперь, когда этот принцип был продемонстрирован, Кобаяши фокусируется на масштабировании своей модели для обработки более требовательных вычислений, а также для изучения способности использования других биоматериалов в качестве резервуаров. Если его исследование продолжает приносить фрукты, возможно, вскоре до того, как машинное обучение будет охвачено органическим обучением.
Больше информации:
Йо Кобаяши, обработка информации через мягкие ткани человека: вычисления мягких тканей, вычисления, IEEE Access (2025). Doi: 10.1109/Access.2025.3553140
Информация журнала:
Доступ к IEEE предоставлен Университетом Осаки
Цитирование: Люди как аппаратное обеспечение: Компания с биологической тканью (2025, 27 марта) Получено 27 марта 2025 года из этого документа подлежит авторским правам. Помимо каких -либо справедливых сделок с целью частного исследования или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только для информационных целей.
