Memristores: os chips que imitam o cérebro

Dispositivos inspirados na plasticidade sináptica unem memória, processamento e novos materiais para criar uma nova geração de sensores e sistemas de inteligência artificial de baixo consumo energético. Em 1971, o engenheiro eletricista filipino Leon Chua previu a existência de um componente eletrônico passivo, capaz de “lembrar” quanta corrente havia passado por ele mesmo após ser desligado.

Passaram-se 37 anos até que a Hewlett-Packard (HP) construísse o primeiro protótipo concreto em 2008. Hoje, pesquisadores no Brasil transformam essa ideia em algo ainda mais ambicioso: chips que, além de processar informação, também “aprendem”, imitando mecanismos de memória do cérebro humano em silício e em óxidos metálicos.

Enquanto o cérebro humano consome cerca de 20 watts (W), algo parecido com uma lâmpada comum, processando informações com eficiência que nenhum supercomputador atual replica, inteligências artificiais de última geração demandam energia equivalente a de cidades inteiras e ocupam. Uma das principais diferenças é de arquitetura: enquanto computadores convencionais separam processamento de armazenamento, o cérebro faz as duas coisas no mesmo lugar, no nível das sinapses, onde os neurônios se conectam.

Em um dos tipos mais estudados desse processo, conexões entre neurônios que disparam repetidamente em sequência tendem a se fortalecer, contribuindo para a formação de determinadas memórias e para o aprendizado. Em artigo publicado na Nature Communications em abril, Lopez-Richard e colaboradores mostram que, na prática, o mesmo componente realiza cálculos e aprende com os padrões dos dados que processa.

A ideia é criar dispositivos que funcionem em condições normais, sem necessidade de criogenia e com baixo consumo de energia. ” Glauco Lara Quando o calor ajuda Godoy relembra que chegou aos memristores por um caminho inesperado. Em vez de medir a capacidade memristiva em 20 °C, passamos a medir em 30 °C, 40 °C, e o desempenho aumentou”, lembra Godoy.

O interesse começou quando Paulin percebeu a sensibilidade da melanina na faixa de pH entre 5 e 8, crítica para o monitoramento de feridas.

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