A inteligência artificial será colocada em um cérebro artificial mais avançado – compacto e energeticamente eficiente

Um grupo de cientistas da Universidade de Tecnologia e Design de Cingapura (SUTD) desenvolveu um novo tipo de sinapse artificial baseada em materiais bidimensionais (2D) para computação altamente escalável, inspirada no trabalho e na estrutura do cérebro humano. As novas sinapses irão reduzir significativamente o tamanho da base eletrônica e reduzir drasticamente o consumo de energia de um cérebro artificial até a colocação de IA em dispositivos compactos.

Fonte da imagem: pubs.acs.org

Os pesquisadores do SUTD chegaram perto de resolver o problema do aprendizado do cérebro. O cérebro jovem contém dois tipos de sinapses – nós para transmitir informações de um neurônio para outro. As sinapses podem ser funcionais e participar da transmissão dos impulsos nervosos, ou podem ser “silenciosas” ou “silenciosas” (sinapses silenciosas).

No cérebro humano, as sinapses ativas e silenciosas são diferenciadas pela presença do receptor de glutamato do tipo AMPA. Se estiver, a sinapse está ativa e participa da construção das conexões neurais, e se não estiver, a conexão não está envolvida na transmissão da informação. Na verdade, trata-se de uma única e mesma sinapse, que, à medida que aprende, se conecta à rede e pode até ser silenciada novamente. Mas do ponto de vista da eletrônica, os circuitos das sinapses ativas e das silenciosas são muito diferentes. Além disso, para repetir sinapses silenciosas, é necessário criar um projeto de circuito com uma quantidade razoável de redundância, o que é inaceitável para dimensionamento e em termos de consumo de energia.

Cientistas de Cingapura encontraram combinações de materiais 2D e métodos para influenciá-los, que permitem que o mesmo elemento de uma sinapse artificial seja apresentado como ativo e silencioso. Isso permitirá que a inteligência artificial em um cérebro artificial desenvolva e construa novas redes neurais em um volume mais compacto de eletrônicos sem aumentar o orçamento de energia.

O relatório da pesquisa foi publicado na revista ACS Applied Materials & Interfaces. Para ativar as transições de informação, os cientistas introduziram ânions de enxofre (átomos de enxofre com carga negativa) em materiais bidimensionais baseados em seleneto de índio em sinapses silenciosas artificiais para ativar as transições de informação. No seleneto de índio, os ânions de enxofre foram capazes de migrar sob a ação de um campo elétrico, exibindo plasticidade sináptica funcional à temperatura ambiente (variabilidade). Em outras palavras, o processo de conversão de um tipo de sinapse em outro pode ser facilmente controlado, o que pode se tornar uma das maneiras de criar um cérebro artificial compacto.