Cortical Labs tham vọng tạo ra máy tính được điều khiển bằng tế bào não

Giáng sinh năm ngoái, Hon Weng Chong có một thông tin bất ngờ. Phía công ty Amazon gọi cho anh báo rằng giám đốc công nghệ của họ muốn đến thăm cơ sở của Cortical Labs ở Melbourne.

Werner Vogels, CTO của nhà cung cấp dịch vụ đám mây lớn nhất thế giới, cảm thấy hứng thú với sáng kiến khoa học viễn tưởng của công ty khởi nghiệp bốn năm tuổi Cortical Labs: Chip máy tính chạy bằng tế bào não sống, mang tên Dish-Brain, đã học được cách điều khiển trò chơi Pong trên hệ máy Atari và chỉ tiêu hao năng lượng tương đương với một chiếc máy tính bỏ túi.

“Werner nói với chúng tôi, đối với bất kỳ trung tâm dữ liệu hoặc nhà cung cấp dịch vụ đám mây nào, chi phí lớn nhất là phần năng lượng vận hành thiết bị và làm mát hệ thống,” Hon Weng Chong, đồng sáng lập kiêm CEO của Cortical Labs, nhớ lại. “Chúng tôi có một hệ thống hầu như không tiêu thụ bất kỳ năng lượng nào và tỏa ra rất ít nhiệt. Con chip của chúng tôi hoàn toàn đáp ứng được tính kinh tế, đặc biệt hữu ích khi bạn bắt tay vào huấn luyện chúng để thực hiện các nhiệm vụ AI.”

Huấn luyện các tế bào não sống được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm gắn trên một con chip để chơi các trò chơi điện tử như môn quần vợt, mới chỉ là bước khởi đầu. Chong đang chế tạo máy tính sinh học bằng cách kết hợp khả năng học tập phi thường của bộ não con người với sức mạnh xử lý của chip silicon. Anh tuyên bố thiết bị này có khả năng hoạt động thông minh hơn và hiệu quả hơn hệ thống AI hiện nay.

Vị bác sĩ 35 tuổi trở thành doanh nhân này đang thương mại hóa phát minh của mình, với hi vọng một ngày nào đó công nghệ của anh có thể được ứng dụng vào nhiều hướng khai thác khác nhau như thử nghiệm các loại thuốc mới điều trị bệnh về thần kinh, nỗ lực cắt giảm hóa đơn năng lượng khổng lồ khi huấn luyện AI.

“Cuối cùng, mục tiêu của Cortical Labs là trở thành doanh nghiệp giống như Nvidia, cho phép những người dùng khác sáng tạo dựa trên công nghệ này,” Chong nói khi trả lời phỏng vấn qua video từ văn phòng của mình ở Melbourne. “Trong năm năm nữa, chúng tôi mong muốn chứng kiến 5-10 công ty trở nên thành công hoặc các công ty khởi nghiệp điều hành hoạt động kinh doanh riêng, nhờ sử dụng công nghệ của chúng tôi.”

Hồi tháng 4.2023, Cortical Labs huy động được 10 triệu đô la Mỹ trong vòng gọi vốn do Horizons Ventures, quỹ đầu tư tư nhân của người giàu nhất Hong Kong, Lý Gia Thành, dẫn đầu. Tham gia vòng này còn có nhà đầu tư hiện tại Blackbird Ventures, một trong những quỹ đầu tư mạo hiểm lớn nhất của Úc, cũng như In-Q-Tel, quỹ đầu tư mạo hiểm trực thuộc cơ quan Tình báo Trung ương Mỹ (CIA), cùng những quỹ khác.

Với nguồn vốn mới, Cortical Labs đặt mục tiêu bắt đầu tạo ra doanh thu vào cuối năm nay khi tiến hành thương mại hóa máy tính sinh học của mình. Chong cho biết công ty của anh đã ký hợp đồng với Bit Bio, công ty con của đại học Cambridge cung cấp tế bào con người cho mục đích nghiên cứu, để thử nghiệm sản phẩm của mình.

Anh cũng chia sẻ thêm, đến cuối năm 2024, Cortical Labs sẽ bắt đầu cung cấp dịch vụ đám mây, với cụm 120 máy tính sinh học để các công ty tiến hành lập trình các tế bào não cho những nhiệm vụ khác nhau. Chong tiết lộ Cortical Labs đang đàm phán với một số nhà cung cấp dịch vụ đám mây của Hoa Kỳ để bổ sung các dịch vụ của mình.

Hiển nhiên, Chong sẽ phải đối mặt với một nhiệm vụ khó khăn. Các nhà khoa học đã cố gắng kết hợp các tế bào sống với chip silicon suốt hai thập niên qua, với hi vọng có thể xây dựng được một hệ thống AI hoạt động giống như não người, đồng thời thúc đẩy việc ứng dụng trong y học và các lĩnh vực khác.

Năm 2004, một kỹ sư y sinh từ đại học Florida cho biết ông đã huấn luyện các tế bào não chuột được sắp xếp trên một mạng lưới điện cực để điều khiển chuyến bay mô phỏng máy bay phản lực F-22. Tuy nhiên, cho đến nay chưa ai thành công trong việc chế tạo máy tính sinh học có thể cạnh tranh với một máy tính thông thường.

Cortical Labs tiến được xa hơn hầu hết mọi người trong việc cố gắng thương mại hóa máy tính sinh học. Một ví dụ hiếm hoi là Koniku, công ty có trụ sở tại California kết hợp các tế bào sống với chip máy tính để tạo ra các cảm biến bắt chước khả năng phát hiện chất nổ và ma túy của chó nghiệp vụ. Công ty này đã hợp tác với nhà sản xuất máy bay châu Âu Airbus để triển khai các thiết bị của mình cho an ninh hàng không.

Tuy nhiên, không phải ai cũng thấy ấn tượng. Madeline Lancaster, nhà nghiên cứu tại phòng thí nghiệm Sinh học phân tử ở Cambridge, tiên phong trong việc phát triển bộ não con người mini được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, cho biết chơi trò chơi Pong là điều mà một chiếc máy tính ở trường trung học có thể làm được từ nhiều thập niên trước.

“Các tế bào thần kinh (đảm nhận chức năng truyền thông tin bên trong não người) dường như bị mắc kẹt trong một mảng vi mạch, không có những cải tiến lớn về sức mạnh tính toán của chúng trong vòng 20 năm,” bà viết trong văn bản phản hồi. “Cortical Labs chưa thể hiện rõ kế hoạch vượt qua rào cản đó và thúc đẩy mức độ tăng trưởng cần thiết cho máy tính, vì vậy tôi khó có thể đưa ra nhận định về tính khả thi thực sự của họ.”

Ngoài những rào cản kỹ thuật, Cortical Labs cũng đang phải đối mặt với những câu hỏi về đạo đức – liệu các tế bào não được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm sẽ có ý thức hay không, liệu chúng có thể cảm thấy đau và thích thú hay không… Công ty cho biết các tế bào não của họ “có tri giác,” nghĩa là “có phản ứng với các ấn tượng giác quan”.

Chong cho biết Cortical Labs đang hợp tác với các nhà đạo đức sinh học và sẽ tiếp tục tham gia đối thoại với xã hội về các vấn đề đạo đức. Tuy nhiên, về khía cạnh kỹ thuật, Chong thừa nhận rằng có “rào cản kỹ thuật khổng lồ” đối với người muốn tham gia vào lĩnh vực này, đồng thời lĩnh vực này cũng đầy những điều không chắc chắn.

Chong nói: “Nhiệm vụ của Cortical Labs vô cùng khó, vì chúng tôi không chỉ cần phải trở thành Nvidia để tạo ra phần cứng mà còn phải là OpenAI để viết phần mềm. Trên hết, chúng tôi phải chứng minh rằng máy tính sinh học này vẫn có thể phát triển hơn nữa, rằng chúng tôi có thể đào tạo thiết bị này thực hiện nhiều nhiệm vụ hơn là chỉ chơi Pong.”

Chong gọi đùa máy tính sinh học của Cortical Labs là “cơ thể trong chiếc hộp.” Các tế bào não người được tạo ra bằng cách nuôi cấy tế bào gốc lấy từ da hoặc máu của người trưởng thành. Sau đó, chúng được tích hợp vào con chip và đặt bên trong một thiết bị giống như hộp giày lớn, bao gồm một hệ thống cung cấp chất dinh dưỡng và không khí cho các tế bào, đồng thời loại bỏ chất thải từ chúng. Chong cho biết thêm, về cơ bản các tế bào não hoạt động giống như bộ xử lý trung tâm (CPU) của một máy tính thông thường.

Để huấn luyện tế bào não cho trò chơi Pong, Cortical Labs kết nối chip với một máy tính đang mở trò chơi này. Máy tính sẽ gửi các tín hiệu điện tiết lộ vị trí của quả bóng đang nảy và khoảng cách giữa bóng với vợt. Các tế bào tự đưa ra quyết định về cách di chuyển và học cách cải thiện hiệu suất của mình thông qua phản hồi từ các tín hiệu điện.

Chong cho biết máy tính sinh học của Cortical Labs có thể giúp kiểm tra hiệu quả và tác dụng phụ của các loại thuốc điều trị các rối loạn thần kinh, chẳng hạn như chứng sa sút trí tuệ và động kinh. Theo anh, cách làm cũng tương tự khi huấn luyện các tế bào não người trong các chương trình như Pong. Anh hi vọng có thể hợp tác với các công ty dược phẩm như Biogen và Eli Lilly để thay thế động vật bằng tế bào của con người trong các thử nghiệm thuốc.

“Trong ngắn hạn, máy tính sinh học của Cortical Labs mang lại các giải pháp nghiên cứu trong ống nghiệm đầy hứa hẹn, giúp mang đến hiểu biết sâu sắc hơn về cách thuốc tạo ảnh hưởng đến tế bào thần kinh,” Jonathan Tam, nhà đầu tư tại Horizons Ventures, chuyên quản lý các khoản đầu tư liên quan đến AI, cho biết trong văn bản phản hồi. “Về lâu dài, những tế bào thần kinh tổng hợp này sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc chưa từng có về cách thức hoạt động của bộ não chúng ta, giúp mở ra hướng điều trị cho các rối loạn thần kinh mà trước đây không thể giải quyết được.”

Máy tính sinh học của Cortical Labs cũng có thể giúp giải quyết một vấn đề cơ bản hơn: Giảm hóa đơn điện. Chong cho biết, máy tính sinh học có thể cắt giảm đáng kể chi phí năng lượng dùng để đào tạo AI. Phải tiêu tốn rất nhiều điện năng khi sử dụng điện toán đám mây, vì hệ thống AI cần phải đọc qua hàng núi dữ liệu và cũng cần được làm mát thật nhiều để duy trì quá trình học tập.

Ví dụ, theo thông tin từ bài báo nghiên cứu năm 2021, quá trình đào tạo GPT-3, mô hình AI nổi tiếng của OpenAI, đã tiêu tốn hết khoảng 1,3 GWh điện. Con số này tương đương với lượng điện tiêu thụ của khoảng 120 hộ gia đình ở Hoa Kỳ vào năm 2021. Thế nhưng bộ não con người được cho là chỉ tiêu thụ năng lượng khoảng 20 watt, nghĩa là tương đương với lượng điện năng đủ dùng cho một bóng đèn LED.

Chong tuyên bố, với đổi mới của Cortical Labs, các nền tảng điện toán đám mây dành cho AI có thể cắt giảm mức tiêu thụ năng lượng “từ mức 10 xuống còn khoảng 6-8.” Anh chia sẻ: “Tôi thực sự hi vọng với công nghệ này, năng lượng sẽ không còn là vấn đề gây trở ngại nữa. Và khả năng bền vững cũng cao hơn vì chúng ta không cung cấp điện cho các tế bào não mà chỉ cần cung cấp hợp chất đường đơn glucose làm năng lượng.”

Đây không phải lần đầu tiên Chong theo đuổi dự án đầy tham vọng. Khi còn là sinh viên tại trường Y Melbourne, Chong đã phát triển một ống nghe giá rẻ có thể cắm vào điện thoại thông minh khi nhận thấy nhu cầu chẩn đoán bệnh ở những nơi khan hiếm nguồn lực y tế.

Sau khi tốt nghiệp và làm bác sĩ thời gian ngắn, Chong lại tiếp tục khai thác ý tưởng này vào năm 2014 và đồng sáng lập CliniCloud để thương mại hóa ống nghe kỹ thuật số, cho phép mọi người đọc kết quả tại nhà và tham khảo ý kiến bác sĩ trực tuyến. Công ty khởi nghiệp công nghệ y tế này đã nhận được tài trợ từ công ty công nghệ khổng lồ Trung Quốc Tencent và chi nhánh đầu tư mạo hiểm của tập đoàn tài chính Trung Quốc Ping An.

Tuy nhiên, tình trạng thiếu ý thức về sức khỏe trước giai đoạn COVID, cùng với sự bất ổn định dưới thời chính quyền của cựu tổng thống Donald Trump trong việc đại tu hệ thống chăm sóc sức khỏe của Hoa Kỳ, khiến hoạt động kinh doanh của CliniCloud phải chấm dứt vào năm 2018.

“CliniCloud đi trước thời đại rất nhiều. Nếu sống sót được thêm vài năm nữa, có thể chúng tôi đã thực sự khởi sắc trong đại dịch,” Chong nói. “Thực tế, có rất nhiều người gọi cho tôi khi đại dịch xảy ra, yêu cầu tôi cung cấp nhiệt kế và ống nghe, và đưa cho tôi một tấm séc trắng.”

Thời điểm đó, Chong đã chuyển hướng sang AI. Được khơi gợi cảm hứng từ một bài báo nghiên cứu của Google DeepMind thuộc sở hữu của Alphabet, Chong đồng sáng lập Cortical Labs vào năm 2019 với Andy Kitchen, cựu trưởng bộ phận nghiên cứu AI tại CliniCloud.

Công ty khởi nghiệp này đặt mục tiêu xây dựng hệ thống AI sử dụng tế bào não người, nhờ đó thu hút khoản đầu tư hạt giống trị giá một triệu đô la Úc (673 ngàn đô la Mỹ) từ Blackbird Ventures, sau đó nhận được thêm 1,2 triệu đô la Singapore (895 ngàn đô la Mỹ) trong vòng gọi vốn mở rộng từ các nhà đầu tư bao gồm January Capital có trụ sở tại Singapore.

Giờ đây, giữa cơn sốt AI, Chong đang bận rộn đưa máy tính sinh học của Cortical Labs vào sản xuất. Chong cho biết anh nhận được nhiều thắc mắc từ các công ty về những gì các tế bào não có thể làm. Một trong số đó là câu hỏi “kỳ quặc,” rằng liệu các tế bào có thể học cách giao dịch bitcoin hay không, Chong vừa cười vừa kể. Nghe có vẻ điên rồ, nhưng Chong không bác bỏ ý tưởng này. Thay vào đó, anh đề nghị viết một phần mềm để người hỏi có thể cung cấp cho các tế bào não thông tin về giá bitcoin và thử nghiệm.

“Nếu việc đó có hiệu quả thì rất tuyệt. Đây là công nghệ của bạn, là IP của bạn. Hãy kiếm thật nhiều tiền theo cách đó,” Chong nói. “Chúng ta không nên bác bỏ hoàn toàn vì rất nhiều ý tưởng ban đầu nghe có vẻ rất ngu ngốc, nhưng ai có thể khẳng định được kết quả sẽ như thế nào.”

Theo Forbes Việt Nam số 122, tháng 10.2023