Forscher stellen erstes biologisches Rechenzentrum mit 16 Millionen Neuronen vor

Forscher haben einen Prototypen vorgestellt, der Informationen mithilfe lebender menschlicher Neuronen statt ausschließlich über Siliziumchips verarbeitet.

Die Forscher der National University of Singapore haben gemeinsam mit dem Rechenzentrumsbetreiber DayOne sowie dem Biocomputing-Start-up Cortical Labs ein Biological Data Centre errichtet. Es besteht aus 20 sogenannten CL1-Einheiten, nach Angaben der Beteiligten die weltweit erste kommerziell verfügbare, mit eigenem Code programmierbare biologische Recheneinheit.

Jede CL1-Einheit wird dabei von rund 800.000 im Labor aus Stammzellen gezüchteten menschlichen Gehirnzellen angetrieben, insgesamt kommt der Aufbau damit auf rund 16 Millionen Neuronen. Anders als klassische Rechenzentren, die auf Siliziumprozessoren, allgemein einsetzbare Hauptprozessoren sowie klassische Luftkühlung setzen, verbindet die sogenannte Wetware-Technologie lebende, aus Stammzellen gewachsene Neuronen über Mikroelektroden-Arrays mit digitaler Hardware, wodurch elektrische Signale zwischen biologischen Zellen und digitalen Systemen ausgetauscht werden können.

Rickie Patani, Neurowissenschaftsprofessor an der beteiligten NUS Medicine, bezeichnete den Aufbau als weltweit ersten unabhängig betriebenen, biologisch integrierten Server-Rack. Die eigentliche Pflege der lebenden Zellen soll künftig unter der Aufsicht seines Teams an der Universität erfolgen. Am 6. August präsentierten die Beteiligten das System öffentlich vor mehr als 80 geladenen Gästen, inklusive einer Demonstration der Integration der Mikroelektroden-Arrays sowie der neuronalen Aktivität in Echtzeit.

Rechenzentrum: Deutlich geringerer Energiebedarf als Ziel

Die Forscher erhoffen sich von biologischem Computing einen erheblich geringeren Energiebedarf im Vergleich zu klassischen digitalen Rechensystemen, ein Aspekt, der angesichts des durch KI stark steigenden Strombedarfs von Rechenzentren zunehmend an Bedeutung gewinnt. Nach Angaben der Internationalen Energieagentur stieg der weltweite Strombedarf von Rechenzentren allein im Jahr 2025 um 17 Prozent. Nach Einschätzung von Cortical Labs könnte biologisches Computing KI-Systeme insbesondere bei Aufgaben mit nur wenigen verfügbaren Daten sinnvoll ergänzen, da lebende neuronale Systeme auch aus begrenzten Informationen lernen und sich an veränderte Bedingungen anpassen können.

Hon Weng Chong, Gründer und Geschäftsführer von Cortical Labs, nannte als mögliche künftige Anwendungsfelder unter anderem die Wirkstoffforschung, humanoide Robotik sowie Cybersicherheit und Betrugserkennung. DayOne-Geschäftsführerin Jamie Khoo erklärte, das Projekt solle dazu beitragen, biologisches Computing künftig auch marktreif verfügbar zu machen.

(red)