Cientistas criam computador parecido com o cérebro humano à base de água e sal
Cientistas criam sinapse artificial à base de água e sal, abrindo caminho para sistemas de computação inspirados no cérebro humano
Cientistas da Universidade de Utrecht, da Holanda e da Universidade de Sogang, da Coreia do Sul, desenvolveram um sistema minúsculo que depende de sal e água para processar informações, similar ao cérebro humano.
Cientistas da Universidade de Utrecht, da Holanda e da Universidade de Sogang, da Coreia do Sul, conseguem criar uma sinapse artificial à base de água e sal. O experimento identificou as primeiras evidências de que um sistema usando o mesmo meio que cérebro humano pode lidar com informações complexas.
Os resultados foram publicados na revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Os cientistas têm se inspirado no cérebro humano para alcançar novos tipos de eficiência energética em computadores convencionais. Tais esforços conseguiram levar ao desenvolvimento de computadores semelhantes ao cérebro, em que é possível sair do processamento binário tradicional e se adaptar a métodos analógicos, parecidos com os dos cérebros humanos.
Até então, a fronteira que precisava ser cruzada era a dos materiais. O cérebro opera utilizando água e partículas de sal dissolvidas, os íons, como seu meio. Enquanto isso, a maioria dos computadores inspirados no cérebro atuais depende de materiais sólidos convencionais.
De acordo com os resultados publicados na PNAS, pela primeira vez, os físicos teóricos e experimentais conseguiram desenvolver um sistema minúsculo, medindo 150 por 200 micrômetros, que dependia de sal e água para processar informações.
Essencialmente, eles criaram uma imitação da sinapse, componente-chave do cérebro humano responsável por transmitir sinais nervosos.
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"Estamos efetivamente replicando o comportamento neuronal usando um sistema que emprega o mesmo meio que o cérebro”, afirma Tim Kamsma, candidato a doutorado no Instituto de Física Teórica e no Instituto Matemático da Universidade de Utrecht e autor principal do estudo.
Nomeado de memoristor iontrônico, desenvolvido pelos cientistas da Coreia do Sul, é um microcanal em forma de cone preenchido com uma solução de água e sal, que ao receber os impulsos elétricos, os íons dentro do líquido migram pelo canal, levando a alterações na concentração de íons.
A condutividade do canal muda conforme o impulso elétrico, ficando mais forte ou mais fraca, dependendo da intensidade ou duração. Essa mudança representa o sinal de entrada de forma mensurável.
Os cientistas também descobriram que o comprimento do canal afeta quanto tempo leva para as mudanças na concentração desaparecerem. "Isso sugere a possibilidade de ajustar canais para reter e processar informações por durações variadas, novamente semelhante aos mecanismos sinápticos observados em nossos cérebros", explica Kamsma.
Avanço significativo
Kamsma ressalta que a computação neuromórfica iontrônica, mesmo com seu crescimento acelerado, continua nos estágios iniciais. O resultado do experimento leva os cientistas a imaginar um sistema de computador muito superior, tanto em relação a eficiência quanto o consumo de energia, quando comparado à tecnologia atual.
Mas por enquanto, essa visão continua apenas especulativa. Apesar disso, Kamsma os resultados como um passo significativo à frente.
"Isso representa um avanço crucial em direção a computadores não apenas capazes de imitar os padrões de comunicação do cérebro humano, mas também utilizando o mesmo meio", ele afirma. "Talvez isso, no final das contas, abra caminho para sistemas de computação que replicam mais fielmente as capacidades extraordinárias do cérebro humano."
