Cada vez han ido surgiendo más promesas sobre una nueva era informática, con mejores prestaciones. Desde los populares memristores, hasta los ordenadores cuánticos, y ahora pasando también por el ordenador biológico. Este nuevo paradigma promete traer grandes avances a la tecnología, pero ¿realmente será el futuro de la computación?
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¿Qué es la computación biológica?
La computación biológica, también conocida como biocomputación, es un campo interdisciplinario que combina la informática, la biología, la ingeniería y las matemáticas para estudiar y aplicar los principios biológicos a la solución de problemas computacionales. Esta área de investigación se basa en la idea de que los sistemas biológicos, desde las bacterias hasta el cerebro humano, han desarrollado estrategias eficientes y robustas para procesar información, adaptarse a entornos cambiantes y aprender de la experiencia. Al comprender estos mecanismos, los científicos e ingenieros pueden desarrollar nuevas tecnologías computacionales que sean más eficientes, flexibles y escalables que las actuales.
El ordenador biológico, por tanto, se inspira en una amplia gama de fenómenos de la biología, incluyendo:
- Sistema nervioso: tanto en las neuronas como las sinapsis y otros elementos elementales que se tratan de imitar en la electrónica. Incluso se pueden basar en otros aspectos celulares u orgánicos de otras partes del cuerpo, ADN, proteínas, o de otros organismos vivos no humanos.
- Procesos evolutivos: la evolución biológica ha dado lugar a organismos con una gran capacidad de adaptación a entornos cambiantes. La computación evolutiva utiliza algoritmos inspirados en la selección natural para optimizar problemas complejos y encontrar soluciones innovadoras.
Aplicaciones de un ordenador biológico
Un ordenador biológico tiene un amplio abanico de aplicaciones potenciales en diversos campos, incluyendo, desde ordenadores que «comprendan» mejor los procesos biológicos, al funcionar bajo la misma mecánica, hasta equipos con capacidades o rendimientos superiores a los actuales.
No obstante, no nos debemos llevar a engaño, aún está en fases muy tempranas de su desarrollo, y los avances no son tan prometedores por el momento. A pesar de su gran potencial, la computación biológica aún enfrenta algunos desafíos importantes, como:
- La complejidad de los sistemas biológicos: comprender los mecanismos de los procesos biológicos complejos es un reto fundamental para poder replicarlos en sistemas computacionales.
- La falta de datos: la recopilación y el análisis de grandes cantidades de datos biológicos son esenciales para el desarrollo de modelos computacionales precisos y confiables.
- La integración con sistemas computacionales tradicionales: unificar o hacer compatible la biología con la electrónica convencional no es fácil, hay que buscar las interfaces adecuadas, y aún queda mucho que mejorar.
Por tanto, apresurarse y decir que esta tecnología podría ser el futuro, y que los ordenadores biológicos podrían llegar a superar a los actuales, es demasiado decir. Lo cierto es que, en la práctica, se está poniendo más empeño en el actual paradigma de los ordenadores convencionales y los cuánticos que en los biológicos, que ahora mismo son casi experimentales o prototipos para usos muy específicos.
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Ordenador biológico e IA: dos potenciales compañeros
Científicos de la Universidad de Illinois (UIUC) han logrado un hito sin precedentes: la creación del primer ordenador biológico. Este dispositivo, del tamaño de la palma de la mano, utiliza más de 80.000 células madre cerebrales de ratón para procesar información y abre un mundo de posibilidades en el campo de la robótica impulsada por el cerebro.
El equipo de investigadores, liderado por Andrew Dow, colocó las células madre reprogramadas entre fibras ópticas y electrodos en una placa de Petri. Esta red neuronal artificial se alimenta y entrena con patrones de luz y electricidad, permitiéndole reconocer y procesar información.
Tras entrenar al «ordenador vivo» con diferentes pulsos eléctricos, se analizaron las señales enviadas por las neuronas. Aunque inicialmente la precisión no era alta, al aplicar una mezcla de químicos e impulsos electrónicos, se logró una puntuación de 0,98 en la métrica F1, utilizada para evaluar el rendimiento de redes neuronales.
El objetivo final es crear un sistema que imite el funcionamiento del cerebro humano, capaz de aprender, reconocer patrones y adaptarse a nuevas situaciones. Los investigadores esperan que, al aumentar la complejidad del ordenador biológico, se pueda alcanzar un comportamiento inesperado positivamente hablando, abriendo nuevas fronteras en la ciencia.
La creación de biocomputadoras viables, impulsadas por células cerebrales, podría revolucionar diversos campos, desde la medicina hasta la robótica, pero especialmente se pone el foco en la IA. Estos ordenadores podrían ser más rápidos, eficientes y adaptables que los tradicionales, con aplicaciones en áreas como el diagnóstico de enfermedades, el desarrollo de prótesis neuronales o la creación de robots inteligentes.
No obstante, hay que decir que la idea de utilizar células cerebrales para crear inteligencia artificial no es nueva. En 2022, investigadores australianos lograron que células madre de ratón aprendieran a jugar al Pong, un videojuego clásico. Estos avances demuestran el potencial de las células cerebrales para procesar información y realizar tareas complejas. Se lleva mucho tiempo investigando, sin avances realmente importantes, por eso el futuro es incierto.
La creación del primer ordenador biológico es un paso importante hacia el desarrollo de sistemas inteligentes basados en células cerebrales. Esta tecnología tiene el potencial de transformar nuestra forma de interactuar con el mundo y de resolver problemas complejos de manera más eficiente. Sin duda, estamos presenciando los albores de una nueva era en la computación, pero es probable que no veamos resultados evidentes hasta dentro de muchos años… ¡Nos queda mucho silicio aún por delante!
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