Singapura — Perkembangan komputasi biologis memasuki babak baru di Singapura. National University of Singapore (NUS) Medicine memperkenalkan sebuah fasilitas komputasi yang memanfaatkan neuron manusia hidup sebagai bagian dari sistem pemrosesan data.
Teknologi tersebut dikembangkan melalui kolaborasi NUS Medicine dengan DayOne, operator pusat data asal Singapura, serta Cortical Labs, perusahaan bioteknologi yang berbasis di Australia. Para pengembang menyebut sistem ini sebagai salah satu purwarupa rak komputasi biologis yang mampu beroperasi secara mandiri dengan dukungan infrastruktur khusus.
Alih-alih mengandalkan seluruhnya pada prosesor berbasis silikon, sistem tersebut menggunakan sel saraf manusia yang dikembangkan di laboratorium. Neuron ditempatkan pada chip silikon yang dilengkapi elektroda sehingga dapat berkomunikasi dengan perangkat komputasi konvensional melalui sinyal listrik.
Fasilitas yang berada di lingkungan universitas itu terdiri atas 20 unit komputer biologis CL1. Masing-masing perangkat memiliki sedikitnya 200.000 neuron hasil kultur laboratorium.
Neuron yang digunakan berasal dari sel darah yang telah diprogram ulang menjadi sel punca, kemudian dikembangkan menjadi sel saraf. Aktivitas listrik dari jaringan tersebut diterjemahkan oleh sistem menjadi proses komputasi.
Teknologi ini menawarkan pendekatan berbeda terhadap kebutuhan energi dalam pengolahan data. Jaringan saraf hidup memiliki kemampuan alami untuk memproses informasi sehingga kebutuhan listriknya diklaim lebih rendah dibandingkan sejumlah perangkat keras komputasi berperforma tinggi.
CEO sekaligus pendiri Cortical Labs, Hon Weng Chong, mengatakan kehadiran sistem tersebut menunjukkan bahwa komputasi biologis mulai bergerak dari lingkungan penelitian menuju penggunaan yang lebih praktis.
Menurut Chong, pendekatan ini bukan ditujukan untuk menggantikan teknologi silikon sepenuhnya. Komputasi berbasis silikon masih memiliki keunggulan dalam menjalankan perhitungan cepat dan berulang dalam jumlah besar, termasuk kebutuhan yang mendasari pengembangan model bahasa besar.
Sebaliknya, sistem biologis memiliki karakteristik yang berbeda. Jaringan neuron dapat belajar dari jumlah contoh yang lebih sedikit dan menyesuaikan diri ketika menghadapi perubahan lingkungan. Kemampuan tersebut dinilai berpotensi melengkapi teknologi kecerdasan buatan (AI).
Sejumlah bidang disebut berpotensi memanfaatkan teknologi tersebut, mulai dari penelitian obat, robotika humanoid, keamanan siber hingga sistem pendeteksi penipuan.
Namun, mempertahankan neuron tetap hidup tentu membutuhkan perlakuan khusus. Pengoperasian komputer biologis tidak hanya berkaitan dengan listrik dan perangkat keras, tetapi juga menyerupai perawatan sebuah sistem laboratorium.
Sel-sel tersebut mendapatkan larutan nutrisi yang terdiri atas gula, mikronutrien, dan pengatur tingkat keasaman atau pH setiap tiga hari. Sistem pendukung lainnya bertugas menyediakan lingkungan gas yang sesuai dengan kebutuhan sel, termasuk oksigen, karbon dioksida, dan nitrogen.
Chong menyebut satu unit CL1 membutuhkan sekitar 30 watt listrik, termasuk energi yang digunakan untuk menopang kelangsungan hidup jaringan biologis di dalamnya.
Angka tersebut terlihat kecil jika dibandingkan dengan perangkat komputasi AI berdaya tinggi. Sebagai gambaran, satu prosesor Nvidia H100 SXM dapat menggunakan daya hingga sekitar 700 watt ketika bekerja pada beban berat. Sementara server yang menggunakan delapan chip sejenis dapat membutuhkan sekitar 10.200 watt apabila seluruh komponen pendukung turut diperhitungkan.
Efisiensi energi menjadi salah satu alasan teknologi seperti ini menarik perhatian di Singapura. Negara tersebut memiliki keterbatasan lahan dan sumber daya, sementara pusat data membutuhkan pasokan listrik dan air dalam jumlah besar.
Pada 2019, Singapura bahkan sempat menghentikan sementara pembangunan pusat data baru karena mempertimbangkan dampaknya terhadap konsumsi energi dan air. Data yang dikutip dalam laporan tersebut menunjukkan sektor pusat data menyumbang sekitar 7 persen konsumsi listrik Singapura pada 2020.
Meski masih berada pada tahap awal pengembangan, komputer biologis menawarkan kemungkinan baru dalam dunia komputasi. Pendekatan tersebut tidak semata-mata mengejar kecepatan pemrosesan, tetapi mencoba memanfaatkan kemampuan adaptasi dan pembelajaran yang secara alami dimiliki jaringan saraf.
Dengan menggabungkan neuron hidup dan perangkat elektronik, para peneliti berharap dapat membuka jalur baru bagi teknologi komputasi yang lebih hemat energi sekaligus mampu menghadapi jenis persoalan tertentu yang sulit ditangani dengan pendekatan komputasi konvensional.(BY)
