Tendencias21

Crean una sinapsis artificial que supera el procesamiento cerebral humano

Investigadores norteamericanos han creado una sinapsis artificial que procesa mil millones de veces por segundo, en comparación con una célula cerebral, que se limita a 50 veces por segundo. Además, usa sólo una diezmilésima parte de la energía que consume una sinapsis humana, aprende igual que una neurona real y puede almacenar recuerdos.

Crean una sinapsis artificial que supera el procesamiento cerebral humano

Investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) han construido un interruptor superconductor (sinapsis artificial) que «aprende» igual que un sistema biológico y que podría conectarse a procesadores. De esta forma, podrá almacenar recuerdos en ordenadores futuros que imiten al cerebro humano, informa el NIST en un comunicado.

El interruptor NIST, descrito en Science Advances, se llama Sinapsis, como su contraparte biológica. Una sinapsis es una conexión o intercambio entre dos células cerebrales y por imitar esta función el interruptor desarrollado en NIST también se llama Sinapsis.

El dispositivo proporciona una pieza indispensable para el así llamado cómputo neuromórfico. Concebido como un nuevo tipo de inteligencia artificial, este cómputo podría impulsar la percepción y la toma de decisiones para aplicaciones tales como automóviles sin conductor y diagnóstico de cáncer.

Para construir ordenadores que imitan el cerebro, los investigadores necesitan sinapsis artificiales, por lo que en los últimos años se han acelerado las investigaciones para conseguir  prototipos cada vez más sofisticados.

El año pasado, otros investigadores norteamericanos crearon una sinapsis artificial que imita la forma en que las sinapsis naturales aprenden a través de las señales que las atraviesan, tal como informaron en un artículo publicado en Nature.

Sinapsis diferente

La sinapsis artificial desarrollada en NIST es diferente. Se basa en el así conocido como Efecto Josephson, un efecto físico que se manifiesta por la aparición de una corriente eléctrica por efecto túnel entre dos superconductores separados.

La sinapsis artificial del NIST  es un cilindro metálico de 10 micrómetros de diámetro similar a una sinapsis neuronal y puede procesar los pulsos eléctricos entrantes y modular las señales de salida.

Este procesamiento se basa en un diseño interno flexible que puede ser ajustado por la experiencia o el entorno. Mientras más impulsos eléctricos  circulan entre celdas o procesadores, más fuerte es la conexión. Tanto la sinapsis real como la artificial pueden mantener circuitos viejos y crear otros nuevos.

La sinapsis de NIST mejora incluso la realidad, ya que procesa mucho más rápido que el cerebro humano: mil millones de veces por segundo, en comparación con una célula cerebral, que se limita a 50 veces por segundo. Además, la sinapsis artificial usa sólo una diezmilésima parte de la energía que consume una sinapsis humana.

«La sinapsis NIST tiene menores necesidades de energía que la sinapsis humana, y no conocemos ninguna otra sinapsis artificial que consuma menos energía», explica el físico del NIST, Mike Schneider.

La nueva sinapsis podrá usarse en computación neuromórfica y transmitir electricidad sin resistencia, porque es más eficiente que otros diseños de sinapsis artificiales basadas en semiconductores o en software. Con esta sinapsis, los datos se transmitirían, procesarían y almacenarían a través de unidades de flujo magnético.

Estado superconductor

El cerebro es especialmente poderoso para tareas como el reconocimiento del entorno porque procesa datos, tanto en modo secuencial como simultáneamente, y almacena también recuerdos a través de sinapsis en todo el sistema neuronal. Un ordenador convencional procesa los datos sólo en secuencia y almacena la memoria en una unidad separada.

La nueva sinapsis, sin embargo, descansa en un estado superconductor, excepto cuando se activa por la corriente entrante y comienza a producir picos de voltaje. Su diseño es similar a cómo funciona el cerebro.

El comportamiento de la sinapsis también se puede ajustar cambiando la forma en que se fabrica el dispositivo y su temperatura de funcionamiento.

Referencia

Ultralow power artificial synapses using nanotextured magnetic Josephson junctions. Science Advances  26 Jan 2018: Vol. 4, no. 1, e1701329. DOI: 10.1126/sciadv.1701329

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Una pequeña luna de Saturno parecida a la “Estrella de la Muerte” de Star Wars contiene un océano oculto 8 febrero, 2024
    Por debajo de la superficie repleta de cráteres de Mimas, una de las lunas más pequeñas de Saturno, se esconde un océano global de agua líquida de reciente formación. El satélite posee tan sólo unos 400 kilómetros de diámetro y presenta un notable parecido con la “Estrella de la Muerte”, una estación espacial imperial que […]
    Pablo Javier Piacente
  • Logran controlar un objeto virtual con la mente durante un sueño lúcido 8 febrero, 2024
    Un grupo de participantes en un nuevo estudio científico logró manejar un vehículo virtual a través de un avatar únicamente con su mente, mientras sus cerebros permanecían en la fase REM del sueño. Además de profundizar en los misterios de la consciencia humana, la innovación podría facilitar el acceso a nuevos desarrollos tecnológicos, como un […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un proyecto global trabaja para crear de forma colaborativa un cerebro robótico general 8 febrero, 2024
    El auge de la inteligencia artificial generativa impulsa un proyecto global que trabaja para crear un cerebro robótico general, capaz de generar androides como los que hemos visto hasta ahora solo en la ciencia ficción. Pero es cuestión de tiempo que convivamos con ellos en perfecta armonía. Ya no es una utopía.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • La IA está capacitada para resolver dilemas morales cuando conduce vehículos autónomos 8 febrero, 2024
    Los sistemas de IA muestran significativas similitudes éticas con las reacciones humanas ante dilemas morales, lo que los acreditan para conducir vehículos autónomos tal como lo harían las personas.
    Redacción T21
  • Los huracanes se están volviendo tan fuertes que ya no existen categorías para clasificarlos 7 febrero, 2024
    Cinco tormentas en la última década tuvieron velocidades de viento que pertenecen a una hipotética categoría 6 en la escala de huracanes Saffir-Simpson: el fenómeno obligaría a los científicos a crear una nueva clasificación, capaz de reflejar la virulencia de los huracanes en la actualidad. Las causas principales del fenómeno tienen su origen en el […]
    Pablo Javier Piacente
  • Un asteroide habría explotado sobre la Antártida hace unos 2,5 millones de años 7 febrero, 2024
    Un asteroide se desintegró sobre el continente antártico hace aproximadamente 2,5 millones de años: la evidencia proviene de un análisis químico de más de 100 pequeños trozos de roca extraterrestre, que se han preservado dentro de las enormes capas de hielo. Hasta el momento, solo se conocen otros dos eventos de explosiones aéreas antiguas en […]
    Pablo Javier Piacente
  • Crean la primera niña de inteligencia artificial del mundo 7 febrero, 2024
    La primera niña IA del mundo ha sido creada por científicos chinos, que la han dotado de emociones e intelecto y de la capacidad de aprender de forma autónoma. Se comporta como si tuviera tres o cuatro años y representa un avance significativo para el campo de la inteligencia artificial general.
    Redacción T21
  • Oponerse a la regulación de los pesticidas no es la solución al problema de los agricultores 7 febrero, 2024
    Los agricultores que se movilizan en España y Europa se oponen con firmeza a las nuevas regulaciones europeas en materia de pesticidas, lo que representa una amenaza mayor para la salud pública que tener una central nuclear al lado de casa: estos químicos han costado miles de vidas y enfermos crónicos, al tiempo que han […]
    Eduardo Costas | Catedrático de la UCM y Académico de Farmacia
  • El arte existió antes del surgimiento de los humanos modernos 6 febrero, 2024
    Nuevas investigaciones sugieren que nuestros parientes humanos arcaicos, como los neandertales, ya contaban con las capacidades cognitivas para desarrollar arte: el hallazgo de ejemplos cada vez más antiguos de expresión artística en el registro arqueológico confirmaría esta hipótesis. Sin embargo, aún se discute si estas manifestaciones creativas pueden catalogarse como arte.
    Pablo Javier Piacente
  • Descubren una nueva supertierra que podría ser un mundo habitable 6 febrero, 2024
    Un planeta extrasolar del tipo supertierra, denominado TOI-715 b y aproximadamente una vez y media más ancho que la Tierra, podría ser capaz de albergar vida: orbita dentro de la zona habitable de una enana roja, a escasa distancia de nuestro planeta. Además, podría estar acompañado de otro cuerpo planetario, con un tamaño casi idéntico al […]
    Pablo Javier Piacente