Neurônios artificiais orgânicos impulsionam computação que imita cérebro

Redação do Site Inovação Tecnológica - 28/04/2020

Estrutura do memoristor orgânico em nível molecular. As nanopartículas de ouro no eletrodo inferior reforçam o campo, permitindo um consumo de energia ultrabaixo.
[Imagem: Sreetosh Goswami et al. - 10.1063/1.5124155]

Sinapses artificiais

Se a computação neuromórfica - inspirada no cérebro - é a tecnologia do futuro, então precisamos de neurônios artificiais - componentes chamados memoristores - que possam não apenas substituir os atuais transistores, mas também funcionarem como sinapses artificiais eficientes.

Memoristores já existem aos montes, com vários processadores neuromórficos já tendo sido construídos em escala de laboratório e até semi-industrial - um processador neuromórfico tornou a inteligência artificial 200 vezes mais rápida, outro resolve equações em um único passo, enquanto a Intel tem um protótipo com 100 milhões de neurônios.

Agora, porém, esses componentes capazes de memorizar os dados que já guardaram anteriormente finalmente deram um salto qualitativo que a maioria dos especialistas julgava não apenas desejável, mas essencial para que a nova onda tecnológica possa resultar em processadores que realmente se pareçam com o cérebro.

Estão prontos os primeiros memoristores orgânicos, à base de carbono, como os neurônios biológicos que eles pretendem imitar.

E, como no caso da eletrônica orgânica, esses componentes poliméricos permitem fabricar circuitos de maneira mais simples e mais rápida, por técnicas de impressão, em lugar dos complexos equipamentos de fotolitografia dos processadores eletrônicos atuais.

Neurônios artificiais orgânicos

Até agora, os principais candidatos como o material ideal para os memristores vinham sendo os óxidos. Vários pesquisadores já haviam proposto sistemas de materiais diferentes, mas nenhum havia sido bem-sucedido até agora - quase todos os memristores orgânicos relatados não possuem reprodutibilidade, resistência, estabilidade, uniformidade, escalabilidade ou velocidade, todos fatores necessários para uma aplicação industrial.

Esta nova geração de memristores orgânicos foi desenvolvida com base em dispositivos complexos conhecidos como metal-azo pela equipe do professor Sreebata Goswami, da Associação Indiana para o Cultivo da Ciência.

"Em filmes finos, as moléculas são tão robustas e estáveis que esses componentes podem eventualmente ser a escolha certa para muitas tecnologias vestíveis e implantáveis, ou para uma rede corporal, porque elas podem ser dobráveis e elásticas," disse Goswami - uma rede corporal é uma série de sensores sem fio que aderem à pele e monitoram a saúde.

O próximo desafio será fabricar esses memristores orgânicos em escala.

"Agora estamos fabricando componentes individuais em laboratório. Precisamos fazer circuitos para implementação funcional em larga escala desses dispositivos," disse Thirumalai Venkatesan, membro da equipe.

Bibliografia:

Artigo: An organic approach to low energy memory and brain inspired electronics
Autores: Sreetosh Goswami, Sreebrata Goswami, Thirumalai Venky Venkatesan
Revista: Applied Physics Reviews
Vol.: 7, 021303
DOI: 10.1063/1.5124155