Eletrônica

Cérebro em um chip: nasce o primeiro protótipo

Cérebro em um chip: nasce o primeiro protótipo
O primeiro resultado do empreendimento é o "cérebro em um chip", uma rede de 300 neurônios e meio milhão de sinapses montados sobre um único chip. [Imagem: Facets]

Como o cérebro humano roda sem ter um software? Quando descobrirmos isto, afirmam pesquisadores europeus, será aberto um campo de pesquisas totalmente novo para lidar com a computação cerebral.

Cérebro em um chip

E não se trata apenas de teorias: os pesquisadores do projeto Facets (Fast Analog Computing with Emergent Transient States) já têm o que eles chamam de "cérebro em um chip" - um processador neuromórfico.

"Nós sabemos que o cérebro tem capacidades computacionais maravilhosas," afirma Karlheinz Meier, físico da Universidade de Heidelberg, na Alemanha. "Claramente há algo para se aprender com a biologia. Eu acredito que os sistemas que estamos começando a desenvolver poderão ser parte de uma nova revolução na tecnologia da informação."

Meier não está sozinho; ao contrário, ele está junto com cientistas de 15 universidades de sete países europeus, todos com o objetivo de construir um computador neural que, esperam eles, será capaz de funcionar de forma análoga à do cérebro humano.

O cérebro não é um computador

Costuma-se comparar o cérebro humano com os computadores, mas ele difere dos computadores atuais em pelo menos três itens importantes: ele consome pouquíssima energia, ele funciona bem mesmo quando seus componentes falham, e ele parece funcionar sem software.

Como ele faz isso? Ninguém sabe ainda, mas os cientistas acreditam que poderão começar a obter respostas estudando os neurônios, as células cerebrais.

"Nós estamos agora em uma situação parecida com a da biologia molecular há alguns anos, quando as pessoas começaram a mapear o genoma humano e disponibilizar os dados," diz Meier. "Nossos colegas estão gravando dados dos tecidos neurais descrevendo os neurônios e as sinapses e sua conectividade. Isto está sendo feito praticamente em uma escala industrial, registrando dados de muitas, muitas células neurais e colocando-os em bases de dados."

Enquanto, isso, outros membros da equipe estão desenvolvendo modelos matemáticos simplificados que irão descrever com precisão o comportamento complexo que está sendo descoberto. Embora os neurônios possam ser modelados em detalhes, eles podem ser complicados demais para se implementar, seja em hardware, seja em software.

Computador neural

O objetivo é usar esses modelos matemáticos para construir um computador neural capaz de emular o cérebro (para conhecer uma pesquisa similar, veja Neurônio artificial pode criar estrutura capaz de emular cérebro humano).

O primeiro resultado do empreendimento é o "cérebro em um chip", uma rede de 300 neurônios e meio milhão de sinapses montados sobre um único chip. A equipe de pesquisadores utilizar eletrônica analógica para representar os neurônios e eletrônica digital para representar as comunicações entre eles. É uma combinação verdadeiramente única.

Simulando um dia em um segundo

Como os neurônios são muito pequenos, o sistema roda 100.000 vezes mais rápido do que os seus equivalentes biológicos e 10 milhões de vezes mais rapidamente do que uma simulação feita por software. "Nós podemos simular um dia em um segundo," diz Meier.

Mas esse protótipo foi construído antes dos resultados obtidos com o trabalho de mapeamento dos neurônios e da modelagem matemática. Por isso, os cientistas agora estão trabalhando na construção do segundo protótipo, uma rede de 200.000 neurônios e 50 milhões de sinapses que irá incorporar todas as descobertas das neurociências feitas até agora.





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