Combinados dois componentes cognitivos para acelerar computao que imita o crebro

Eletrnica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 03/12/2021

Neurnio artificial spintrnico

Engenheiros do Japo e da Alemanha conseguiram juntar dois componentes que nos deixam mais prximos de alcanar a computao neuromrfica, quando os computadores funcionaro de forma mais parecida com um crebro.

Um dos componentes j a estrela da neurocomputao, o memoristor, um componente j considerado “cognitivo” porque ele consegue se lembrar dos dados que guardou antes.

O outro componente o bem mais conhecido oscilador, capaz de produzir um sinal repetitivo e de realizar diferentes tipos de clculos ao interagir com outros osciladores em uma rede ou em uma cadeia. O detalhe que o componente com que a equipe trabalhou um oscilador spintrnico, o que significa que ele funciona com base no momento magntico dos eltrons.

O que Mohammad Zahedinejad e seus colegas fizeram foi integrar os dois componentes, criando osciladores controlados por memoristores, ou, mais tecnicamente, neurnios artificiais spintrnicos memorresistivos.

Em termos funcionais, isto significa que o novo componente combina o armazenamento local no-voltil do memoristor com o clculo da frequncia de micro-ondas das redes de nano-osciladores, o que lhe permite imitar de forma muito fiel as redes neurais oscilatrias no-lineares do crebro humano.

“At agora, neurnios artificiais e sinapses foram desenvolvidos separadamente em muitos campos; este trabalho um marco importante: Dois elementos funcionais foram combinados em um,” destacou o professor Shunsuke Fukami, da Universidade Tohoku, no Japo.

“Usando as matrizes de osciladores spintrnicos controlados por memoristor, poderemos controlar as interaes sinpticas entre neurnios adjacentes e program-los em estados mutuamente diferentes e parcialmente sincronizados,” detalhou Zahedinejad, da Universidade de Gotemburgo.

Neurocomputao

Para colocar o novo componente para funcionar, os pesquisadores construram um dispositivo de teste composto por apenas um de cada um dos elementos: Um oscilador, ou seja, o neurnio, e um memoristor, ou seja, a sinapse.

A resistncia eltrica do memoristor mudava com a “inrcia” (histerese) da tenso aplicada ao eletrodo superior. No estado de baixa resistncia, a corrente flui normalmente; no estado de alta resistncia, o componente sujeito a um campo eltrico. Os efeitos do campo eltrico e da corrente no oscilador diferem entre si, oferecendo vrios controles de oscilao e propriedades de sincronizao.

Essa versatilidade poder ser aplicada a vrias tecnologias emergentes, uma vez que o campo da neurocomputao ainda est por ser bem delineado.

“Estamos particularmente interessados em esquemas de computao emergentes, inspirados pela [computao] quntica, como as Mquinas de Ising,” disse o professor Johan Akerman, referindo-se a um tipo de processador spintrnico que comeou a ser demonstrado nos ltimos anos.

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