Человеческие ткани как основа для вычислений: исследование Университета Осаки открыло новый способ использовать мышцы для машинного обучения

03.04.2025 18:24:00 | iXBT.com

Учёные из Университета Осаки предложили необычный подход к обработке данных — использовать мягкие ткани человека в качестве элемента вычислительных систем. Работа демонстрирует, как биологические материалы, такие как мышцы, могут выполнять функции «живого процессора» за счёт их естественных физических свойств.

Основой исследования стала концепция «резервуарных вычислений», где сложная динамика системы заменяет традиционные алгоритмы. Вместо электронных схем автор исследования Ё Кобаяши предложил использовать человеческие ткани, которые при деформации создают уникальные шаблоны. Эти шаблоны, фиксируемые с помощью ультразвука, преобразуются в данные — например, при отслеживании движений запястий добровольцев.

Источник: Leonardo

Мышцы оказались идеальным «резервуаром»: их способность нелинейно реагировать на нагрузку и «запоминать» механическое напряжение позволяет решать задачи, с которыми справляются современные модели машинного обучения. В экспериментах система на основе тканей показала более высокую точность в прогнозировании динамических процессов, таких как колебания физических систем, по сравнению с цифровыми аналогами, игнорирующими биологию.

«Носимые устройства, вроде умных часов или протезов, смогут делегировать часть вычислений тканям пользователя», — отмечает Кобаяши. Это снизит зависимость от энергии батарей и повысит адаптивность гаджетов — например, датчик на руке сможет анализировать движения, опираясь на естественную реакцию мышц, а не только на встроенные сенсоры.

Исследование, проведённое на базе живых тканей без имплантации, пока находится на ранней стадии. Однако оно впервые подтвердило: мягкие ткани человека могут служить физическим носителем для обработки информации.

Технология открывает путь к гибридным решениям, где биология и машины работают в симбиозе. В перспективе это может привести к появлению медицинских имплантов нового поколения, «умной» экипировки для спортсменов или интерфейсов, которые используют тело как часть вычислительной сети. Ожидается, что первые прототипы появятся в течение десятилетия — и тогда граница между человеком и компьютером станет ещё менее заметной.

Подробнее