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Un paso más cerca del desarrollo de microchips similares al cerebro humano, basado en la luz

Universidad de Münster
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Ilustración esquemática de un chip basado en la luz, inspirado en el cerebro. Imagen: WWU
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¿Una tecnología que funciona como un cerebro?

En estos tiempos de inteligencia artificial, esto ya no parece tan inverosímil, por ejemplo, cuando un teléfono móvil puede reconocer caras o idiomas.

Sin embargo, con aplicaciones más complejas, las computadoras aún se enfrentan rápidamente a sus propias limitaciones. Una de las razones de esto es que una computadora tradicionalmente tiene unidades separadas de memoria y procesador, cuya consecuencia es que todos los datos deben enviarse entre ambas partes.

En este sentido, el cerebro humano está muy por delante incluso de las computadoras más modernas porque procesa y almacena información en el mismo lugar, en las sinapsis o conexiones entre neuronas, de las cuales hay un millón de billones en el cerebro.

Un equipo internacional de investigadores de las Universidades de Münster (Alemania), Oxford y Exeter (ambos del Reino Unido) ahora han tenido éxito en el desarrollo de una pieza de hardware que podría allanar el camino para crear computadoras que se parecen al cerebro humano.

Los científicos lograron producir un chip que contiene una red de neuronas artificiales que funciona con la luz y puede imitar el comportamiento de las neuronas y sus sinapsis.

Los investigadores pudieron demostrar que una red neurosináptica óptica es capaz de “aprender” la información y usarla como base para calcular y reconocer patrones, como lo puede hacer un cerebro.

Como el sistema funciona solo con luz y no con electrones tradicionales, puede procesar datos muchas veces más rápido. “Este sistema fotónico integrado es un hito experimental“, dice el profesor Wolfram Pernice de la Universidad de Münster (WWU) y socio principal del estudio. “El enfoque podría usarse más adelante en muchos campos diferentes para evaluar patrones en grandes cantidades de datos, por ejemplo, en diagnósticos médicos“.

El profesor Harish Bhaskaran del Departamento de Materiales de la Universidad de Oxford, quien dirigió el equipo, dijo: “El desarrollo de computadoras que funcionan más como el cerebro humano ha sido un santo grial para los científicos durante décadas. A través de una red de neuronas y sinapsis, el cerebro puede procesar y almacenar grandes cantidades de información simultáneamente, utilizando solo unas pocas decenas de vatios de potencia. Las computadoras convencionales no pueden acercarse a este tipo de rendimiento“.

El profesor David Wright, coautor del artículo e investigador de la Universidad de Exeter, dijo: “Las computadoras electrónicas son relativamente lentas, y cuanto más rápido las hacemos, más energía consumen. Las computadoras convencionales también son bastante ‘tontas’, sin ninguna de las capacidades incorporadas de aprendizaje y procesamiento paralelo del cerebro humano. Nos enfrentamos a estos dos problemas aquí: desarrollando no solo nuevas arquitecturas informáticas de tipo cerebro, sino también trabajando en el dominio óptico para aprovechar las enormes ventajas de velocidad y potencia de la próxima revolución de la fotónica de silicio“.

El estudio se publicó en la revista Nature.

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