Notícia

Sinapse artificial desenvolvida por pesquisadores de Stanford é rápida, eficiente e durável

Dispositivo parecido com uma bateria poderia funcionar como uma sinapse artificial dentro de sistemas de computação destinados a imitar a eficiência e a capacidade de aprender do cérebro

Armantas Melianas and Scott Keene

Fonte

Universidade Stanford

Data

terça-feira, 30 abril 2019 18:10

Áreas

Neurociências. Bioeletrônica.

A capacidade do cérebro de aprender e memorizar simultaneamente grandes quantidades de informação, ao mesmo tempo em que exige pouca energia, inspirou um campo inteiro a buscar computadores cerebrais ou neuromórficos. Pesquisadores da Universidade Stanford e dos Laboratórios Sandia, nos Estados Unidos, desenvolveram uma parte de um computador: um dispositivo que funciona como uma sinapse artificial, imitando a maneira como os neurônios se comunicam no cérebro.

Em artigo publicado na revista científica Science no último dia 25 de abril, a equipe relata que um conjunto de protótipos de nove desses dispositivos teve um desempenho ainda melhor que o esperado em termos de velocidade de processamento, eficiência energética, reprodutibilidade e durabilidade.

Olhando para o futuro, os membros da equipe querem combinar sua sinapse artificial com a eletrônica tradicional, o que eles esperam que seja um passo para apoiar o aprendizado artificialmente inteligente em pequenos dispositivos.

“Se você tem um sistema de memória que pode aprender com a eficiência energética e velocidade que apresentamos, então você pode colocar isso em um smartphone ou laptop”, disse Scott Keene, pesquisador no laboratório do Dr. Alberto Salleo, professor de ciência e engenharia de materiais na Universidade Stanford. “Isso abriria o acesso à capacidade de treinar nossas próprias redes e resolver problemas localmente em nossos próprios dispositivos, sem depender da transferência de dados para isso”.

Uma bateria ruim, mas uma boa sinapse

A sinapse artificial da equipe é semelhante a uma bateria, modificada para que os pesquisadores possam ligar ou desligar o fluxo de eletricidade entre os dois terminais. Esse fluxo de eletricidade emula como a aprendizagem é conectada ao cérebro. Esse é um design especialmente eficiente porque o processamento de dados e o armazenamento de memória ocorrem em uma ação, em vez de um sistema de computador mais tradicional em que os dados são processados ​​primeiro e depois movidos para o armazenamento.

Ver como esses dispositivos funcionam em uma matriz é um passo crucial, pois permite que os pesquisadores programem várias sinapses artificiais simultaneamente. Isso é muito menos demorado do que ter que programar cada sinapse uma a uma e é comparável a como o cérebro realmente funciona.

Em testes anteriores de uma versão anterior deste dispositivo, os pesquisadores descobriram que sua ação de processamento e memória requer cerca de um décimo da energia que um sistema de computação de última geração precisa para realizar tarefas específicas. Ainda assim, os pesquisadores temem que a soma de todos esses dispositivos trabalhando juntos em grandes matrizes possa consumir muita energia. Assim, eles reequiparam cada dispositivo para conduzir menos corrente elétrica – tornando-os piores como baterias, mas tornando a matriz ainda mais eficiente em termos de energia.

Acesse a notícia completa na página da Universidade Stanford (em inglês).

Fonte: Taylor Kubota, Universidade Stanford. Imagem: Uma série de sinapses artificiais pode imitar como o cérebro processa e armazena informações. Fonte: Armantas Melianas and Scott Keene.

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