Processador neuromórfico não roda programas, imita comportamentos

Em outras palavras, como fazer com que um chip formado por neurônios artificiais assuma um comportamento, em vez de executar um programa passo a passo, como fazem os processadores eletrônicos tradicionais.

O chip neuromórfico - um sistema de processamento sensorial artificial - apresentou capacidades cognitivas. [Imagem: Giacomo Indiveri]

Os processadores neuromórficos - que imitam a capacidade neural - são construídos não com transistores comuns, mas com componentes eletrônicos chamados memristores, que funcionam de forma parecida com os neurônios.

Neuroinformática

Os especialistas em neuroinformática demonstraram sua descoberta construindo um chip neuromórfico - um sistema de processamento sensorial artificial - que apresentou capacidades cognitivas.

A maioria das pesquisas em neuroinformática se concentra na criação de redes neurais artificiais na forma de programas que rodam em computadores eletrônicos tradicionais.

Mas Emre Neftci e seus colegas do instituto ETH de Zurique trabalham há anos no desenvolvimento de circuitos eletrônicos que possam se comparar a um cérebro real, em termos de tamanho, velocidade e consumo de energia.

"Nosso objetivo é emular as propriedades dos neurônios biológicos e das sinapses diretamente nos chips," disse o professor Giacomo Indiveri, um dos coordenadores do trabalho.

O que eles conseguiram agora foi configurar redes construídas com neurônios artificiais - os componentes eletrônicos neuromórficos - para que eles desempenhem tarefas específicas.

O primeiro protótipo fruto desse trabalho é um chip neuromórfico que executa tarefas sensório-motoras em tempo real, tarefas que exigem simultaneamente uma memória de curto prazo e um processo de tomada de decisão dependente do contexto.

As redes construídas com neurônios artificiais assemelham-se a estruturas encontradas no cérebro de mamíferos. [Imagem: Giacomo Indiveri]

Máquinas de estado finito

O chip roda módulos de processamento equivalentes às chamadas "máquinas de estado finito", um conceito matemático para descrever processos lógicos ou programas de computador.

O comportamento dos seres vivos pode ser formulado de forma simplificada em termos de máquinas de estado finito, o que permite sua transferência para o hardware neuromórfico.

"Os padrões de conectividade da rede assemelham-se muito com estruturas que também são encontradas no cérebro de mamíferos," disse Indiveri.

"Graças à nossa técnica, chips neuromórficos podem ser configurados para uma grande classe de modos de comportamento. Os nossos resultados são fundamentais para o desenvolvimento de novas tecnologias inspiradas no cérebro," resumiu Indiveri.

Isso inclui, por exemplo, combinar os chips com componentes sensoriais neuromórficos, tais como uma cóclea ou uma retina artificial, para criar sistemas cognitivos capazes de interagir com o ambiente em tempo real.

Esses dispositivos serão úteis tanto para o controle de robôs e outros equipamentos, quanto para a fabricação de uma nova geração de próteses inteligentes.

( Inovação Tecnológica)