Nossos cérebros são órgãos incrivelmente complexos, tanto que estão longe de serem totalmente compreendidos pela ciência moderna.
Uma coisa que sabemos é que o cérebro humano é um dispositivo de computação incrivelmente eficiente – ele opera a uma velocidade de clock muito mais lenta do que os microprocessadores modernos, enquanto ainda faz bilhões de cálculos por segundo.
Agora, cientistas do MIT estão tentando copiar a eficiência computacional do cérebro humano usando redes neurais feitas de nanofios supercondutores.
O “computador” em nossas cabeças
De acordo com o MIT Tech Review, nossos cérebros são alimentados por pouco mais de energia do que “uma tigela de mingau”, enquanto os supercomputadores mais poderosos do mundo “usam mais energia do que as grandes cidades”.
Apesar disso, a incrível eficiência de computação do cérebro nos permite caminhar, conversar, pensar, etc.
Por um tempo, os cientistas da computação têm procurado construir neurônios artificiais conectados em redes cerebrais. Isto, em princípio, levaria a uma eficiência energética significativamente maior.
Redes neurais supercondutoras
Emily Toomey e colegas do MIT projetaram um neurônio supercondutor feito a partir de nanofios. Eles afirmam que é um avanço – como mostra muitos comportamentos semelhantes às redes neurais no cérebro humano.
Em teoria, o dispositivo do pesquisador combina com a eficiência energética do cérebro e poderia ser “um bloco de construção para uma nova geração de redes neurais supercondutoras que serão muito mais eficientes do que as máquinas de computação convencionais”, diz o comunicado do MIT.
Simulações realistas
Toomey e seus colegas dizem que os nanofios supercondutores têm uma propriedade não linear que lhes permite agir como neurônios biológicos reais.
A supercondutividade do nanofio se rompe quando a corrente que passa por ele excede um valor limiar – isso imita a maneira como os neurônios biológicos não disparam, a menos que o sinal de entrada exceda um nível limiar.
Além disso, quando a supercondutividade do nanofio se rompe, a resistência aumenta repentinamente, criando um pulso de tensão que se assemelha significativamente ao potencial de ação, ou impulsos elétricos, em um potencial de ação do neurônio efetivamente cria sinais cerebrais.
Conectar o nanofio a outros fios e criar uma rede torna a simulação ainda mais realista.
Combinando o cérebro humano
O grupo de cientistas da computação afirma que sua rede neural supercondutora, em teoria, pode combinar o cérebro humano na administração de aproximadamente 1014 operações sinápticas por segundo por watt.
“O neurônio de nanofios pode ser uma tecnologia altamente competitiva de uma perspectiva de potência e velocidade”, disse o grupo no comunicado de imprensa do MIT.
“O resultado seria um processador neuromórfico de grande escala que poderia ser treinado como uma rede neural para realizar tarefas como reconhecimento de padrões ou usado para simular a dinâmica de uma grande rede biologicamente realista”, dizem eles.
Como sempre, a paciência é fundamental: os supercomputadores de rede neural do nanowire estão longe de se tornar realidade, mas os resultados mostram muita promessa.
Para mais informações sobre neurônios supercondutores, dê uma olhada no trabalho de pesquisa da equipe do MIT aqui.
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