Startup Úc Cortical Labs huấn luyện máy tính sinh học chơi game DOOM bằng tế bào thần kinh người

Cortical Labs, một startup công nghệ sinh học đầy triển vọng có trụ sở tại Úc, vừa đạt được bước tiến quan trọng trong lĩnh vực tính toán sinh học khi trình diễn khả năng học tập thích nghi theo thời gian thực trên nền tảng CL-1 tiên tiến. Hệ thống đột phá này sử dụng các tế bào thần kinh người được nuôi cấy để tương tác trực tiếp với môi trường không gian ba chiều của trò chơi điện tử huyền thoại DOOM. Thành tựu này, được ghi nhận vào tháng 3 năm 2026, đánh dấu một bước tiến hóa vượt bậc so với thử nghiệm DishBrain vào năm 2021, khi đó hệ thống mới chỉ có thể làm quen với các thao tác cơ bản trong trò chơi Pong hai chiều đơn giản.

Nền tảng CL-1 được công ty định vị là máy tính sinh học có thể lập trình đầu tiên trên thế giới, vận hành dựa trên một mạng lưới gồm khoảng 200.000 tế bào thần kinh người. Những tế bào này được biệt hóa từ tế bào gốc máu và nuôi dưỡng trên Mảng Vi điện cực Mật độ cao (HD-MEA), tạo ra giao diện kết nối trực tiếp giữa sinh học và kỹ thuật số. Quá trình để bộ não này chơi game đòi hỏi sự chuyển đổi dữ liệu phức tạp: thông tin hình ảnh từ DOOM được mã hóa thành các mô hình kích thích điện truyền đến các tế bào, trong khi phản ứng sinh học từ mạng lưới thần kinh được giải mã thành các lệnh điều khiển như di chuyển, nhận diện mục tiêu và nổ súng. Dưới sự dẫn dắt của Giám đốc Khoa học Brett Kagan, nhóm nghiên cứu đã áp dụng cơ chế phản hồi có cấu trúc, sử dụng các tín hiệu điện ổn định làm phần thưởng cho hành động đúng và các tín hiệu nhiễu loạn làm hình phạt cho sai sót, từ đó thúc đẩy hệ thống sinh học tự điều chỉnh.

Một minh chứng cho tính khả thi của công nghệ này là việc nhà phát triển độc lập Sean Coe đã lập trình thành công cho hệ thống chơi DOOM chỉ trong vòng một tuần. Thông qua việc sử dụng hệ điều hành độc quyền tích hợp Python API, Coe đã chứng minh rằng rào cản giữa mã nguồn phần mềm và phần cứng sinh học đã được thu hẹp đáng kể nhờ các lớp trừu tượng hóa hiệu quả. Tuy nhiên, đội ngũ tại Cortical Labs cũng thẳng thắn thừa nhận rằng hiệu suất hiện tại của hệ thống vẫn đang ở mức sơ khai. Các tế bào thần kinh hiện tại hoạt động giống như những người chơi mới bắt đầu hoàn toàn, thiếu đi khả năng ghi nhớ không gian hoặc tư duy chiến thuật cần thiết để xử lý những tình huống phức tạp trong các màn chơi khó của DOOM.

Ông Hon Weng Chong, Giám đốc điều hành của Cortical Labs, nhấn mạnh rằng mục tiêu của CL-1 không phải là thay thế các bộ vi xử lý silicon truyền thống. Thay vào đó, công nghệ này tập trung vào các hệ thống trí tuệ nhân tạo vật lý chuyên biệt như máy bay không người lái hoặc robot tự hành, vốn đòi hỏi khả năng xử lý thông tin thời gian thực với mức tiêu thụ điện năng cực thấp. Định hướng này giải quyết trực tiếp cuộc khủng hoảng năng lượng toàn cầu do sự bùng nổ của các mô hình AI tiêu tốn tài nguyên. Hiệu suất năng lượng vượt trội chính là ưu thế lớn nhất của máy tính sinh học: mỗi đơn vị CL-1 chỉ tiêu thụ khoảng 30 watt điện, thấp hơn rất nhiều so với mức tiêu thụ của một bộ xử lý đồ họa (GPU) hiện đại đang được dùng phổ biến hiện nay.

Trong nỗ lực thương mại hóa công nghệ, Cortical Labs đã chính thức ra mắt nguyên mẫu Trung tâm dữ liệu sinh học đầu tiên tại Melbourne, Úc, với quy mô 120 khối CL-1 hoạt động song song. Bên cạnh đó, công ty đã thiết lập mối quan hệ đối tác chiến lược với đơn vị DayOne để triển khai một cơ sở hạ tầng lớn hơn tại Singapore, dự kiến sẽ chứa tới 1.000 khối CL-1 theo lộ trình phát triển nhiều giai đoạn. Dự án tại Singapore, được thực hiện với sự hỗ trợ chuyên môn từ Trường Y Yong Loo Lin thuộc Đại học Quốc gia Singapore, sẽ trở thành cơ sở tính toán sinh học đầu tiên nằm ngoài biên giới nước Úc. Đây được kỳ vọng là nơi thử nghiệm quan trọng để đánh giá khả năng mở rộng quy mô của các hệ thống tính toán dựa trên tế bào sống trong môi trường công nghiệp thực tế.

Kể từ khi thành lập vào năm 2019, Cortical Labs đã liên tục thu hút sự quan tâm của giới khoa học và công chúng, đặc biệt là khi các thử nghiệm với tế bào thần kinh như DishBrain vào năm 2022 đã làm dấy lên những cuộc tranh luận sâu sắc về khía cạnh đạo đức sinh học. Bất chấp những thách thức đó, công ty vẫn tiếp tục mở rộng tầm ảnh hưởng bằng cách cung cấp quyền truy cập vào nền tảng của mình thông qua dịch vụ Cortical Cloud. Giải pháp điện toán đám mây này cho phép các nhà nghiên cứu và lập trình viên trên toàn cầu có thể tương tác và thực hiện các thí nghiệm với mạng lưới thần kinh sống từ xa, mở ra những tiềm năng chưa từng có trong việc kết hợp giữa trí tuệ sinh học và công nghệ máy tính hiện đại.