Transistor Sináptico Elástico y Portable Mejora la Inteligencia de la Robótica

Un equipo de ingenieros de la Universidad Estatal de Pensilvania ha creado un transistor sináptico elástico y portable que podría hacer que la robótica y los dispositivos portables sean más inteligentes. El dispositivo desarrollado por el equipo funciona como las neuronas del cerebro, enviando señales a algunas células e inhibiendo otras para mejorar y debilitar los recuerdos de los dispositivos.

La investigación fue liderada por Cunjiang Yu, profesor asociado de ingeniería de materiales y ciencia de materiales y profesor asociado de ingeniería biomédica.

La investigación se publicó en Nature Electronics.

Diseñando el Transistor Sináptico

El equipo diseñó el transistor sináptico para integrarlo en robots o dispositivos portables, y puede utilizar inteligencia artificial (IA) para optimizar las funciones.

“Al reflejar el cerebro humano, los robots y dispositivos portables que utilizan el transistor sináptico pueden utilizar sus neuronas artificiales para ‘aprender’ y adaptar su comportamiento”, dijo Yu. “Por ejemplo, si nos quemamos la mano en una estufa, duele, y sabemos evitar tocarla la próxima vez. Los mismos resultados serán posibles para los dispositivos que utilizan el transistor sináptico, ya que la inteligencia artificial puede ‘aprender’ y adaptarse a su entorno”.

Reflejando el Cerebro Humano

Yu dice que las neuronas artificiales del dispositivo fueron diseñadas para funcionar como las neuronas en el área tegmental ventral, que es un segmento pequeño del cerebro humano. Las neuronas primero procesan y transmiten información liberando neurotransmisores en sus sinapsis, que suelen estar ubicadas en los extremos de las células nerviosas. Los neurotransmisores excitatorios desencadenan la actividad de otras neuronas y se asocian con la mejora de los recuerdos. Por otro lado, los neurotransmisores inhibitorios reducen la actividad de otras neuronas, lo que significa que se asocian con la debilidad de los recuerdos.

“A diferencia de todas las demás áreas del cerebro, las neuronas en el área tegmental ventral son capaces de liberar neurotransmisores excitatorios e inhibitorios al mismo tiempo”, dijo Yu. “Al diseñar el transistor sináptico para operar con ambos comportamientos sinápticos simultáneamente, se necesitan menos transistores en comparación con la tecnología electrónica integrada convencional, lo que simplifica la arquitectura del sistema y permite que el dispositivo conserve energía”.

Los investigadores querían modelar tejidos biológicos suaves y elásticos, por lo que confiaron en materiales semiconductor bilayer elásticos para fabricar el dispositivo. Esto les permitió estirar y torcer mientras estaban en uso. Pero los transistores convencionales eran demasiado rígidos y se rompían cuando se deformaban”.

“El transistor es mecánicamente deformable y funcionalmente reconfigurable, y aún retiene sus funciones cuando se estira extensamente”. Yu dijo. “Puede unirse a un robot o dispositivo portable para servir como su piel más externa”.