Humanos como hardware: Computação é feita na pele do nosso braço

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/03/2025

Preparação do reservatório, usando as deformações da pele humana como um reservatório biofísico.
[Imagem: Yo Kobayashi]

Corpo humano como computador

O conceito de biocomputação é antigo, com demonstrações que vão da computação com DNA e um bioprocessador dentro de uma célula humana até a mais recente demonstração de um minicérebro vivo funcionando como processador biológico e rodando inteligência artificial.

Mas o professor Yo Kobayashi, da Universidade de Osaka, no Japão, quer algo mais simples e em maior escala: Transformar cada ser humano em uma ferramenta computacional.

Por mais maluco que possa parecer, um futuro em que os humanos se transformarão em hardware de computação não parece mais tão distante agora que Kobayashi demonstrou que o tecido vivo de um ser humano - sua pele - pode ser usado para processar informações e resolver equações complexas, exatamente como um computador faz.

A demonstração tirou proveito de um outro conceito inovador, uma estrutura computacional conhecida como computação de reservatório, na qual os dados são inseridos em um "reservatório", que tem a capacidade de codificar padrões complexos. Um modelo computacional então aprende a converter esses padrões em saídas significativas por meio de uma rede neural.

"Os reservatórios mais comuns incluem sistemas dinâmicos não lineares, como circuitos elétricos ou tanques de fluido," exemplifica Kobayashi. "Existem relativamente poucos estudos que usam organismos vivos como reservatórios e, até agora, nenhum que use tecido humano in vivo."

Esquema da computação de reservatório com base na pele humana.
[Imagem: Yo Kobayashi]

Computação com reservatório biofísico

Para testar se o tecido humano poderia ser usado para executar cálculos, Kobayashi pediu a vários participantes que fornecessem dados biomecânicos dobrando seus pulsos em vários ângulos e tirando imagens de ultrassom da deformação muscular subsequente em seus braços. Esses dados foram então usados para criar um reservatório biofísico para processamento de dados.

"Um reservatório ideal possui complexidade e memória," explica Kobayashi. "Uma vez que as respostas mecânicas do tecido mole demonstram inerentemente não linearidade de tensão-deformação e viscoelasticidade, o tecido muscular satisfaz facilmente esses critérios."

Mais do que funcionar, o sistema que utiliza o reservatório biofísico foi 10 vezes mais preciso em resolver equações não lineares complicadas do que o sistema usado para comparação, uma regressão linear padrão.

"Uma área de aplicação potencial dessa tecnologia são os dispositivos vestíveis," comentou Kobayashi. "No futuro, pode ser possível usar nosso próprio tecido como um recurso computacional conveniente. Como o tecido mole está presente em todo o corpo, um dispositivo vestível poderia delegar cálculos ao tecido, melhorando o desempenho."

Agora que o princípio foi demonstrado, Kobayashi anunciou que irá se concentrar em ampliar seu modelo para lidar com computações mais exigentes, bem como investigar a capacidade de outros biomateriais serem usados como reservatórios. Se os resultados continuarem no mesmo nível, pode não demorar muito para que o aprendizado de máquina seja ultrapassado pelo aprendizado orgânico.

Mais tópicos