Chip neuromórfico usa luz para imitar o cérebro

Redação do Site Inovação Tecnológica - 25/07/2019

O neurochip foi fabricado com fosforeno, o equivalente do grafeno feito de fósforo, em vez de carbono.
[Imagem: Universidade RMIT]

Chip que imita o cérebro

Inspirando-se em uma ferramenta emergente em biotecnologia - a optogenética - pesquisadores australianos desenvolveram um chip neuromórfico, que replica a maneira como o cérebro armazena e apaga informações.

A optogenética permite interferir com o sistema elétrico do corpo com alta precisão, usando a luz para manipular os neurônios, de modo que eles possam ser "ligados ou desligados" - ou disparar e serem inibidos.

O novo processador é baseado em um material bidimensional descoberto recentemente, o fósforo negro, ou fosforeno, cuja resistência elétrica se altera em resposta a diferentes comprimentos de onda da luz. Esse comportamento permite imitar a maneira como os neurônios trabalham para armazenar e excluir informações no cérebro.

"Ser capaz de armazenar, deletar e processar informações é crítico para a computação, e o cérebro faz isso de forma extremamente eficiente. Nós conseguimos simular a abordagem neural do cérebro simplesmente iluminando nosso chip com cores diferentes. Essa tecnologia nos leva adiante no caminho rumo à computação baseada em luz, rápida, eficiente e segura. Ela também nos deixa um passo importante à frente para a realização de um cérebro biônico - um chip cerebral que pode aprender com o meio ambiente da mesma forma que os humanos," disse o professor Sumeet Walia, da Universidade RMIT.

Tamanho entusiasmo se justifica devido ao fato de que a equipe conseguiu demonstrar que o processador neuromórfico pode realizar operações lógicas - o processamento de informações -, algo essencial para se obter funcionalidades semelhantes às do cérebro.

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Chip neural

As conexões neurais acontecem no cérebro através de impulsos elétricos. Quando minúsculos picos de energia atingem um certo limiar de tensão, os neurônios disparam, o que se acredita estar na base da criação das nossas memórias.

No chip, a luz é usada para gerar uma fotocorrente. Mudar de uma cor para outra faz com que a corrente inverta sua direção, passando de positiva para negativa e vice-versa.

Esta comutação de direção, ou alteração de polaridade, é equivalente à ligação e quebra das conexões neurais, um mecanismo que permite aos neurônios se conectarem (e induzir o aprendizado) ou serem inibidos (e induzirem o esquecimento).

E é semelhante ao que é feito na optogenética, onde a modificação dos neurônios induzida pela luz faz com que eles liguem ou desliguem, permitindo ou inibindo as conexões com o próximo neurônio da cadeia.

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