Neurotransistores: Neurônio artificial faz sinapse e funciona como transístor

Redação do Site Inovação Tecnológica - 30/09/2021

Os transistores de neurofibras funcionam como neurônios e realizam sinapses, e até lembram seus parentes biológicos.
[Imagem: Korea Institute of Science and Technology(KIST)]

Neurotransístor

Pesquisadores coreanos criaram transistores orgânicos em forma de fibras, trazendo para mais perto da realidade um hardware projetado desde o berço para a computação neuromórfica (que imita o cérebro) e a inteligência artificial embutida em hardware.

E, além de demonstrar o funcionamento desses "transistores de neurofibras", Soo Jin Kim e seus colegas do Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia (KIST) já os colocaram para funcionar em uma rede neural artificial totalmente funcional.

Enquanto os componentes eletrônicos neuromórficos criados até agora - memoristores e sinapses artificiais - funcionam ou como neurônios ou como sinapses, as neurofibras podem imitar o comportamento de ambos.

Com isto, basta conectar os transistores uns aos outros para criar uma rede neural artificial.

Transistores de neurofibras

Os neurônios biológicos têm ramos fibrosos que podem receber vários estímulos simultaneamente, e as transmissões de sinais são mediadas por migrações de íons, estimuladas por sinais elétricos.

A equipe primeiro criou uma sinapse artificial que, assim como os memoristores, consegue se lembrar dos sinais elétricos que a percorreram antes. A seguir, eles uniram diversos desses componentes para que eles atuem em conjunto, recebendo vários "estímulos" simultaneamente, como os neurônios, criando o que eles chamam de "transistores de neurofibras artificiais".

Esses transistores eletroquímicos orgânicos fibrosos consistem em um conjunto de fita dupla de microfibras como eletrodo, e um isolador de porta de gel iônico. Essa arquitetura permite implementar múltiplas junções sinápticas altamente sensíveis por mero contato físico entre os eletrodos das microfibras, semelhantes às conexões dendríticas de um neurônio biológico.

Os neurotransistores já foram testados com êxito em uma rede neural artificial.
[Imagem: Soo Jin Kim et al. - 10.1002/adma.202100475]

Rede neural artificial

Os pesquisadores então usaram os neurotransistores para criar um sistema de rede neural artificial compreendendo 100 sinapses e a utilizaram em experimentos de reconhecimento de fala, típicos da inteligência artificial.

A rede neural não apenas se manteve estável, como apresentou uma precisão no reconhecimento de 88,9% após a etapa de treinamento.

"O novo componente de neurofibra artificial é uma tecnologia inédita que pode ser usada para criar redes neurais artificiais altamente confiáveis em larga escala (~ 2 pJ/sinal) e altamente confiáveis, semelhantes às do cérebro. Nosso dispositivo de neurofibra artificial é flexível e pode ser usado em eletrônicos vestíveis habilitados para IA feitos de materiais semicondutores ou em robótica," disse o professor Jung Lim

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