Vem aí o computador que imita os olhos humanos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/03/2025

Comparação do sistema visual humano e do chip sináptico artificial.
[Imagem: Fanqing Zhang et al. - 10.1038/s41378-024-00859-2]

Visão artificial

Pesquisadores apresentaram o primeiro protótipo de sistema de visão artificial que realmente consegue imitar aspectos chave da visão humana.

O chip não apenas replica as redes neurais do sistema visual humano, mas também oferece desempenho sináptico optoeletrônico excepcional, preparando o cenário para sistemas visuais artificiais mais eficientes e integrados.

O sistema visual humano processa dados visuais complexos de forma eficiente por meio de uma rede interconectada que permite o processamento paralelo. No entanto, imitar isso tropeça em várias dificuldades, incluindo a complexidade dos circuitos, o alto consumo de energia e dificuldades na miniaturização.

A maioria desses problemas decorre da separação entre os sensores e as unidades de processamento, dificultando a criação de uma capacidade de processar informações em paralelo.

Fanqing Zhang e colegas do Instituto de Tecnologia de Pequim, na China, apresentaram agora uma solução mais integrada e eficiente, permitindo um processamento em tempo real em um dispositivo miniaturizado, baseado na família de semicondutores conhecida como molibdenita (MoS₂).

A pequena matriz permitiu criar 784 sinapses optoeletrônicas, com um desempenho excelente e uniforme.
[Imagem: Fanqing Zhang et al. - 10.1038/s41378-024-00859-2]

Neuromórfico e optoeletrônico

O protótipo, formado por uma matriz de 28 x 28 transistores de porta flutuante, combinados com nanopartículas de ouro, que funcionam como camadas de captura de elétrons, alcançou desempenho optoeletrônico estável e uniforme, simulando comportamentos sinápticos importantes, como a corrente pós-sináptica excitatória e a facilitação de pulso pareado.

O mais importante, contudo, é que o chip experimental é capaz de armazenar e processar os dados de imagem, mostrando seu potencial para processamento óptico de dados. Além disso, a capacidade de ajustar a intensidade da luz e a precisão do reconhecimento representam um novo método para otimizar o desempenho do sistema em condições variáveis de iluminação.

A capacidade de processar simultaneamente sinais optoeletrônicos e ajustar pesos sinápticos por meio de sinais de luz demonstrou a que veio, com resultados impressionantes, como uma precisão de 96,5% no reconhecimento de dígitos manuscritos.

"Nossos resultados oferecem um caminho viável em direção à integração em larga escala de sistemas neuromórficos visuais artificiais. O desempenho do conjunto sináptico baseado em MoS₂ representa um grande passo em direção a aplicações práticas, desde simulações em nível de dispositivo até a integração em todo o sistema," disse o professor Jing Zhao.

Os avanços em redes neurais sinápticas artificiais apresentam inúmeras vantagens, incluindo uma alta integração, com a diminuição do tamanho das câmeras, uniformidade de funcionamento e a tão esperada capacidade de processamento paralelo.

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