Organismoide: Computação neuromórfica baseada no esquecimento

Organismoide: Computação neuromórfica baseada no esquecimento

Este é o organismoide, a pequena pastilha de niquelato de samário, que “respira” hidrogênio para apresentar o curioso fenômeno do esquecimento. [Imagem: Fan Zuo et al. – 10.1038/s41467-017-00248-6]

Aprendizado organísmico

Enquanto os memoristores estão ajudando a computação neuromórfica graças à sua capacidade de memória, uma nova tecnologia de computação, batizada de “organismoide”, imita alguns aspectos do pensamento humano por meio do esquecimento, aprendendo a esquecer memórias sem importância, mas mantendo as lembranças vitais.

“O cérebro humano é capaz de uma aprendizagem contínua ao longo da vida. E ele faz isso parcialmente esquecendo-se de algumas informações que não são críticas. Eu aprendo devagar, mas continuo esquecendo outras coisas no decorrer do tempo, então há uma suave degradação na minha precisão de detecção das coisas mais antigas.

“O que estamos tentando fazer é imitar esse comportamento do cérebro até certo ponto, para criar computadores que não só aprendam novas informações, mas também aprendam o que esquecer,” explicou o professor Kaushik Roy, da Universidade Purdue, nos EUA.

Organismoides

Um elemento central dessa nova arquitetura computacional é um “material quântico” chamado niquelato de samário (SmNiO3), que foi usado para criar os dispositivos batizados pela equipe de “organismoides” – essa cerâmica já havia sido também usada para fabricar transistores sinápticos.

Quando exposto ao gás hidrogênio, o material sofre uma maciça mudança em sua resistência elétrica conforme sua rede cristalina é “dopada” pelos átomos de hidrogênio. É como se o material respirasse, expandindo-se quando o hidrogênio é adicionado e contraindo-se quando o hidrogênio é removido.

“O principal aspecto sobre esse material é que, quando ele respira no hidrogênio, há um efeito mecânico quântico espetacular que permite que a resistência mude por várias ordens de grandeza,” explica o pesquisador Shriram Ramanathan. “Isso é muito incomum, e o efeito é reversível porque este dopante fica fracamente ligado à rede [cristalina]; então, se você remover o hidrogênio do ambiente, você pode mudar a resistência elétrica [do material]”.

Quando o hidrogênio entra em contato com o niquelato de samário, ele se divide em um próton e um elétron, e o elétron se liga ao níquel, fazendo com que o material se torne um isolante – e a extensão da condutividade e do isolamento pode ser cuidadosamente ajustada controlando-se a densidade do hidrogênio.

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