Processador neuromórfico e orgânico pode interagir com nossos corpos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/06/2023

A pesquisadora mostra os protótipos do seu chip neuromórfico orgânico.
[Imagem: Bart van Overbeeke]

IA neuromórfica

Já foram lançados diversos processadores neuromórficos, demonstrando as vantagens de uma computação que imita o cérebro biológico.

Essas vantagens vão de um baixíssimo consumo de energia até uma inteligência artificial baseada em hardware.

Mas a maior preocupação de Eveline van Doremaele, da Universidade de Tecnologia Eindhoven, nos Países Baixos, era outra.

A pesquisadora queria garantir que, se essa nova plataforma computacional vai imitar o cérebro, então ela deve nascer capacitada para interagir com nossos corpos.

"Energeticamente eficiente, rápido e dinâmico, nosso cérebro demonstra como um sistema de computador perfeito deve funcionar, servindo assim como uma grande fonte de inspiração para nosso grupo e outros cientistas. Levamos isso para o próximo nível, tentando desenvolver um dispositivo centrado na interação de autoaprendizagem entre pessoas e máquinas," disse Eveline.

Esquema do circuito neuromórfico projetado para processar sinais corporais.
[Imagem: Eveline van Doremaele]

Processador de polímeros orgânicos

Para fazer seu processador biologicamente amigável, a pesquisadora começou procurando materiais adequados, que se prestassem à programação e fossem bem recebidos por tecidos, órgãos e organismos vivos.

A pesquisa a levou aos polímeros orgânicos condutores, moléculas longas que permitem a passagem da corrente elétrica. Foi então uma questão de selecionar os mais promissores.

"Para permitir que o sistema aprenda por conta própria, é essencial que a resistência no dispositivo seja variável. Isso também acontece em nosso cérebro: Conforme você aprende algo com mais frequência, a conexão entre as células neurais fica mais forte. O uso de íons de fato nos permite variar a resistência, mas também queremos tornar a ligação permanente," detalhou.

A ligação precisa ficar permanente porque, caso contrário, ao longo do tempo o sistema pode também se esquecer do que havia aprendido antes - uma mão robótica que se esqueça como segurar um objeto, por exemplo.

"O P-3O, o material ambipolar que testamos, é único: Ele é capaz de variar a resistência e reter a conexão criada. Ele também funciona tanto com um eletrólito líquido, como em um ambiente aquoso dentro do corpo, quanto com um sólido eletrólito, um gel iônico. Ao ligar as células umas às outras, podemos fazer circuitos complexos com certas características. Isso é útil ao medir sinais fracos, como pequenos movimentos musculares, ou sinais que são cercados por muito ruído, como um batimento cardíaco," explicou Eveline.

Comparativo entre o processamento cerebral (a), o processamento digital tradicional (b) e o processamento neuromórfico (c).
[Imagem: Eveline van Doremaele]

Trabalho e possibilidades

Embora muito trabalho ainda seja necessário para realizar computações mais complexas, a pesquisadora já usou sua plataforma de computação neuromórfica para desenvolver um biossensor capaz de analisar amostras de suor e rastrear a presença da doença hereditária fibrose cística.

Mas ela tem muito mais em vista.

"Os exemplos incluem uma prótese de braço inteligente que você pode conectar ao seu corpo e à qual você pode ensinar a pegar uma caneta graças a neurônios artificiais, um chip que usa diferentes sensores ao mesmo tempo para detectar uma célula cancerígena circulante entre milhões de células normais, e um marca-passo que pode se adaptar ao envelhecimento do coração. Assim que tivermos a tecnologia instalada e funcionando, as aplicações serão infinitas," concluiu ela.

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