Cientistas da IBM conseguem desenvolver neurônios e sinapses artificiais

Cientistas da IBM deram um grande passo para tornar máquinas e sistemas capazes de ter um aprendizado similar ao do nosso cérebro, ainda que em escala bem menor. Os pesquisadores conseguiram criar pela primeira vez neurônios e sinapses artificiais utilizando memórias de mudança de fase (PCM, na sigla em inglês), tornando-se um marco no desenvolvimento de energia e redes neurais densas.

Para a criação dos chamados "neurônios spiking", os cientistas utilizaram matérias que são capazes de mudar de fase com o objetivo de armazenar e processar dados, fornecendo assim capacidade suficiente para serem aplicados na computação cognitiva, que tem sido um dos grandes focos da IBM na última década. A tecnologia poderia ser usada para tornar os processadores mais inteligentes, em especial em serviços e sistemas relacionados que necessitam compreender dados e aplicá-los para a Internet das Coisas (IoT). Além disso, processadores com grande capacidade cognitiva poderiam ser usados no mercado de ações, em mensagens de mídias sociais, em Business Intelligence e na educação, descarregando cargas de trabalho intensivas de dados.

O ponto alto para alcançar a tecnologia é a variação aleatória dos neurônios artificiais ou comportamento randômico ou estocástico. Essa variação pode ser aplicada para indicar possíveis resultados em análises de dados, determinando a probabilidade das correlações de dados. Já o comportamento randômico é essencial na computação de base populacional dos neurônios, onde cada um deles responde de maneira diferente e "pessoal" sendo inspirada na forma versátil do cérebro humano trabalhar. "Basicamente, opera como o cérebro, com pulsos curtos de voltagem vindos através de sinapses que excitam neurônios", declarou Tomas Tuma, cientista da IBM Research em Zurique. "Nós usamos um pulso curto de, digamos, um nanossegundo para induzir a mudança no material".

Na demostração publicada pelos cientistas, foram aplicadas uma série de impulsos elétricos aos neurônios fabricados artificialmente, tornando o material de mudança de fase gradualmente cristalizado, forçando o neurônio a disparar. Esta função é conhecida como propriedade integra-e-dispara dos neurônios biológicos na neurociência, sendo muito semelhante à maneira do nosso cérebro reagir ao tocarmos em algo quente, por exemplo.

Apesar dos avanços, Evangelos Eleftheriou, que trabalha na IBM, afirmou que os chips PCM levarão anos para chegar ao mercado e que a descoberta foi um avanço crucial para o seu desenvolvimento. A IBM já trabalha no projeto "Stochastic Phase-Change Neurons" há dez anos e começa agora a colher os primeiros resultados relevantes que determinam o potencial da tecnologia para utilização no mercado. Empresas como a Samsung, Micron, Everspin e a própria IBM utilizam o PCM como uma espécie de memória não-volátil com 100 vezes melhor desempenho e resistência a flash NAND. No entanto, devido aos altos custos de fabricação, a tecnologia necessita ainda de uma absorção maior no mercado.

Fonte: Computerworld