Sinapse eletrônica de gelatina: Rumo aos computadores vivos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 16/11/2016

Esquema de operação das sinapses artificiais feitas de pectina - vistas na forma do gel no centro, entre os dois eletrodos.
[Imagem: Angelica Cifarelli et al. - 10.1063/1.4966559]

Pectina iônica

Cientistas italianos usaram pectina, um polissacarídeo presente na parede celular das plantas e usada para fazer geleias e gelatinas, para construir um componente eletrônico com memória e totalmente biocompatível.

A pectina, submetida a um elevado grau de metilação, foi usada para criar um polieletrólito que apresentou um comportamento memorresistivo - um memoristor é um componente que tem memória, sendo um análogo das sinapses biológicas.

"A ideia de usar a capacidade de 'armazenamento temporário' desses materiais biocompatíveis como um polieletrólito sólido é completamente inovador, e nosso trabalho é o primeiro em que esses biopolímeros foram usados em dispositivos baseados em polímeros orgânicos e em um componente memorresistivo," disse Angelica Cifarelli, da Universidade de Parma.

Os memoristores podem fornecer uma ponte entre os circuitos eletrônicos e os sistemas nervosos vivos. Embora muito progresso venha sendo feito nesta área, só mais recentemente está-se mostrando a possibilidade de fabricar esses componentes a partir de materiais biocompatíveis, permitindo sua ligação efetiva com seres vivos.

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Esta é a "coisa" real.
[Imagem: Angelica Cifarelli et al. - 10.1063/1.4966559]

Perceptron

A equipe italiana mostrou que é possível checar a resposta eletroquímica do componente alterando a formulação dos géis que funcionam como polieletrólitos, permitindo estudar as trocas iônicas relacionadas ao objeto biológico, que por sua vez ativam a resposta eletroquímica do polímero condutor.

"Nosso desenvolvimento abre caminho para fabricar dispositivos baseados em polianilina com uma interface que deverá ser natural, biológica e eletroquimicamente compatível e funcional," disse Cifarelli.

Sinapses artificiais biocompatíveis trazem para mais perto da realidade a fabricação de perceptrons, dispositivos capazes de executar funções de classificação após um procedimento de aprendizagem apropriado.

O próximo passo será estabelecer uma interface entre a rede de memoristores com seres vivos - inicialmente plantas - e, finalmente, construir sistemas híbridos que possam ser treinados e executar funções de lógica e classificação - verdadeiros computadores vivos ou mesmo "inteligências artificiais biológicas".

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