Representação artística de um neurônio feita com plástico(Foto: Ann Larie Valentine / flickr)
No campo da
inteligência artificial, os principais avanços dos últimos anos têm sido em
termos de software: reconhecimento de imagem, de voz e algoritmos capazes de
imitar o pensamento humano. Em termos de hardware, porém, a evolução tem sido
bem mais lenta.
Um grupo de
engenheiros do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, o MIT, porém, anunciou nesta
semana um importante avanço na busca por uma máquina capaz de reproduzir o
funcionamento do cérebro humano. Eles criaram um chip capaz de produzir
sinapses artificiais.
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partir de texto
Sinapses são as
conexões que os neurônios no nosso cérebro fazem para transmitir informações e
estabelecer conexões, o que nos permite pensar, aprender, reconhecer padrões e
realizar todo tipo de atividade cognitiva. Chips de computador, porém,
processam informação de um jeito bem diferente.
Os chips digitais
usados atualmente apenas carregam informações binárias, 0 ou 1, sim ou não. Já
um chip neuromórfico, como os que os engenheiros do MIT buscam, seria capaz de
transportar sinais diferentes dependendo da carga de íons trocada durante uma
sinapse.
O grupo liderado
pelo pesquisador Jeehwan Kim do MIT criou um pequeno chip capaz de produzir uma
sinpase artificial de modo que é possível controlar a força da corrente
elétrica transmitida entre eles, assim como o cérebro controla os íons
transmitidos entre neurônios durante uma sinapse orgânica.
Controlando a
corrente elétrica, os cientistas podem programar diferentes respostas para cada
tipo de descarga. Em vez de apenas carregar informações binárias, o chip
poderia carregar um leque muito mais amplo de informações - assim como os
neurônios do nosso cérebro.
Em simulações, o
grupo do MIT conseguiu fazer com que o chip e suas sinapses fossem usados para
reconhecer amostras de escrita cursiva com 95% de precisão. A descoberta foi
publicada nesta semana no jornal científico Nature Materials e é um importante
avanço no desenvolvimento de computadores menores, econômicos e capazes de
realizar tarefas pesadas, como rodar softwares de inteligência artificial.
O
caminho
O líder da
pesquisa, Jeehwan Kim, explicou em detalhes ao site do MIT como seu time
conseguiu criar uma sinapse artificial. Segundo ele, o segredo está no tipo de
material utilizado para realizar a transferência de informações entre os chips,
em comparação com outros estudos semelhantes no passado.
oria
dos chips neuromórficos desenvolvidos até hoje deram errado porque usam
materiais amorfos, que tornam mais difícil o controle dos íons circulando entre
eles. O número de caminhos possíveis para que um íon percorra é quase infinito,
de modo que as sinapses produzidas são imprevisíveis.
O que Kim e sua
equipe fizeram foi usar um silício monocristalino, um material condutor sem
defeitos cujos átomos são ordenados de maneira contínua, em vez de um material
amorfo. Assim, fica mais fácil determinar quais caminhos os íons devem tomar
durante a sinapse e, consequentemente, prever o resultado delas.
Mas como tudo no
campo da pesquisa científica, esta sinapse artificial ainda não é perfeita. Os
estudos do MIT mostram que há uma "margem de erro" de 4% na previsão
dos caminhos que os íons vão percorrer na hora da sinapse. Ou seja, não é
preciso o suficiente para ser usado por um computador de verdade, pelo menos
por enquanto.
No entanto, já é
um índice bem menor e mais controlável do que a margem de erro de outros chips
neuromórficos estudados anteriormente, que se comportam de maneira
completamente imprevisível na hora de uma sinapse. "Este é o dispositivo
mais uniforme que conseguimos alcançar", disse Kim.
Redes
neurais
A ideia é de que
chips neuromórficos capazes de produzir sinapses artificiais substituam o
hardware atual no desenvolvimento de sistemas de inteligência artificial.
"Nós queremos que um chip do tamanho de uma unha possa substituir um
grande supercomputador", explicou Kim.
Atualmente, os
algoritmos de inteligência artificial capazes de sintetizar vozes, fazer desenhos e passar numa prova de interpretação de texto fazem
tudo isso usando supercomputadores enormes, uma rede de servidores que ocupa
muito espaço e consome muita energia. Em outras palavras, o software acaba
limitado por conta do hardware.
Um chip
neuromórfico como o que foi criado pelos engenheiros do MIT, por sua vez, pode
substituir esse hardware limitado. Assim, será possível desenvolver sistemas de
inteligência artificial muito mais eficientes, já que poderão imitar o cérebro
humano tanto em termos de software como em termos de hardware.
Por fim, a
esperança dos pesquisadores é a de que, com hardware e software semelhantes ao
cérebro humano, a criação de uma máquina capaz de pensar como nós seja
alcançada muito mais rapidamente. Tudo isso, porém, ainda está no horizonte de
possibilidades. A sinapse artificial criada pelo MIT é apenas um pequeno passo
na longa jornada rumo a este futuro. Fonte:
