Engenheiros trabalhando em um novo tipo de computação neuromórfica 

Uma equipe de engenheiros da Penn State está trabalhando em um novo tipo de computação, já que o progresso da computação tradicional continua a desacelerar. O novo método de computação é baseado nas redes neurais do cérebro, que são extremamente eficientes. 

O jornal foi publicado em Natureza das Comunicações. 

Computação inspirada no cérebro

A grande diferença entre a computação moderna e os computadores analógicos, aos quais pertence o cérebro humano, é que o primeiro consiste em dois estados: ligado-desligado ou um e zero. Por outro lado, um computador analógico pode ter muitos estados possíveis. Um exemplo usado pela equipe é a comparação entre uma luz que acende e apaga e outra que tem quantidade variável de iluminação. 

De acordo com o líder da equipe e professor assistente de ciências da engenharia e mecânica da Penn State, Saptarshi Das, o estudo da computação inspirada no cérebro ocorre há mais de 40 anos. No mundo de hoje, os limites do computador digital estão nos forçando a olhar para o processamento de imagens em alta velocidade, que é o caso dos veículos autônomos. 

O big data também está desempenhando um papel substancial no movimento em direção à computação neuromórfica, devido à sua necessidade de tipos de reconhecimento de padrões que funcionem bem com a computação baseada no cérebro. 

“Temos computadores poderosos, sem dúvida, o problema é que você tem que armazenar a memória em um lugar e fazer a computação em outro”, disse Das.

Ao mover os dados da memória para a lógica, muita energia é gasta, resultando em velocidades de computação mais lentas. Até que a computação e o armazenamento da memória possam estar no mesmo local, muito espaço é necessário para esse tipo de ambiente. 

Thomas Shranghamer é aluno de doutorado do grupo e primeiro autor do artigo. 

“Estamos criando redes neurais artificiais, que buscam emular a eficiência energética e de área do cérebro”, disse Shranghamer. “O cérebro é tão compacto que cabe nos ombros, enquanto um supercomputador moderno ocupa um espaço do tamanho de duas ou três quadras de tênis.”

Redes neurais artificiais reconfiguráveis

A equipe está trabalhando em redes neurais artificiais que podem ser reconfiguradas como os neurônios do cérebro humano. Isso ocorre aplicando um breve campo elétrico a uma folha de grafeno, que é uma espessa camada de átomos de carbono. Pelo menos 16 possíveis estados de memória foram demonstrados pela equipe.

“O que mostramos é que podemos controlar um grande número de estados de memória com precisão usando transistores de efeito de campo de grafeno simples”, disse Das. 

A equipe agora gostaria de comercializar a tecnologia, e Das acredita que haverá muito interesse no trabalho, dada a atual mudança para a computação neuromórfica entre as maiores empresas de semicondutores. 

O trabalho da equipe da Penn State é o exemplo mais recente da transição para esses tipos de redes neurais artificiais. O cérebro humano prova seu valor mais uma vez como inspiração para muitas das tecnologias mais recentes e fornece informações valiosas sobre como os especialistas podem reduzir drasticamente o tamanho dos supercomputadores modernos.