澳大利亚墨尔本生物科技初创企业 Cortical Labs 正式对外披露成熟量产级生物计算机 CL1,这是全球首款可代码部署、标准化商用的活体神经元计算设备,单台设备在硅基微电极阵列芯片上培育约 20 万枚由人类干细胞分化而来的活体人脑神经元,打通 “活体生物神经网络 + 硅电子硬件” 双向交互闭环,标志湿件计算(Wetware Computing)从实验室原型迈入商业化落地阶段。
一、核心技术:干细胞培育神经元,硅电双向实时交互
CL1 的核心突破在于实现活体人脑细胞与硅芯片的深度融合,整套设备集成独立生命维持系统、高密度微电极阵列(MEA)与自研生物智能操作系统 biOSCortical Labs。
- 神经元制备路径:研发团队采集人体外周血样本,通过诱导多能干细胞(iPSC)技术将体细胞重编程,定向分化为大脑皮层神经元;在无菌培养腔供给营养液、恒温 36.8℃稳定环境,神经元自发形成突触连接,搭建动态活体神经网络,细胞存活周期最长可达 6 个月。
- 硅 – 生物双向通信:芯片内置数百组微型电极,形成双向信号通道:biOS 将数字程序、环境信息转化为微弱电脉冲刺激神经元;同步采集神经元放电电位,解码神经活动模式转换为数字输出,构建 “数字输入 – 生物运算 – 数字反馈” 闭环学习体系。
- 超低能耗优势:单台 CL1 整机功耗仅 30 瓦,远低于同等算力传统 GPU、AI 服务器。对比大模型训练动辄兆瓦级能耗,依托人脑原生神经架构的生物计算,能效提升百万倍量级,有望破解当前 AI 算力高耗能瓶颈。
二、实测验证:20 万神经元自主学习,完成复杂决策任务
Cortical Labs 团队完成多轮功能验证,充分证明活体脑细胞具备自主学习、动态适应、目标导向决策能力:
- 初代验证:2021 年实验室原型 DishBrain 成功自主学习经典游戏《Pong》,相关成果发表于国际顶刊《Neuron》;
- CL1 量产机型实测:仅 7 天训练周期,20 万神经元神经网络即可自主操控射击游戏《DOOM》,自主完成场景导航、敌人识别、瞄准射击等多维度复杂任务,神经元会根据环境反馈调整放电规律,优化行动策略,展现传统数字 AI 难以复刻的快速自适应特性。
开发者可通过开源 Python API 远程编写程序、下发指令,无需专业神经生物学实验室条件,普通研发人员即可调用活体神经网络开展实验,企业同步上线 Cortical Cloud 云平台,支持全球科研团队远程批量调用 CL1 集群算力,墨尔本已建成全球首个活体生物数据中心,部署 120 台 CL1 设备实现规模化并行生物计算。
三、多元落地场景,重塑科研与 AI 产业边界
Cortical Labs 表示,CL1 绝非概念性实验装置,已面向高校、药企、AI 实验室开放商用采购,单台设备定价 3.5 万美元,核心应用覆盖四大领域:
- 脑疾病建模与新药筛选:替代动物实验,利用人类活体神经元模拟阿尔茨海默、癫痫、精神类疾病发病机制,快速测试药物对神经细胞的作用效果,大幅缩短新药研发周期、降低伦理争议;
- 下一代仿生人工智能:基于原生生物神经网络开发合成生物智能(SBI),解决传统深度学习模型泛化弱、小样本学习能力差的短板,适配机器人实时感知、边缘低功耗智能场景;
- 神经科学基础研究:直观观测活体人脑神经元网络发育、突触可塑性、记忆形成机制,为脑科学基础研究提供全新观测工具;
- 低碳算力基础设施:面向算力中心提供低功耗生物计算节点,用于模式识别、时序预测等轻中度算力任务,降低数据中心碳排放压力。
四、行业展望与伦理规范
Cortical Labs 联合创始人、首席科学官 Brett Kagan 博士表示:“过去数十年人类一直在硅片上模拟大脑,而 CL1 直接使用演化 40 亿年形成的天然智能载体。数字 AI 靠海量数据暴力拟合,活体神经元天生具备自主推理、动态容错能力,将开启计算技术第三条路线 —— 生物计算。”
针对活体人脑细胞应用的伦理问题,企业同步发布完整合规规范:所有神经元来源均为自愿捐赠血液样本,无胚胎脑组织提取;神经元仅保留基础信息处理能力,不具备完整意识;设备全程封闭无菌独立培养,建立第三方伦理委员会常态化审查机制,严控技术应用边界。
业内分析指出,CL1 商业化落地将推动全球生物计算赛道加速发展,未来 5 年,活体神经元与硅芯片融合的混合计算架构,有望成为传统算力、量子计算之外的全新算力补充,为生物医药、通用人工智能、低碳算力产业带来颠覆性变革。