Nas ultimas decadas, os computadores viram um progresso dramático no poder de processamento; Contudo, mesmo os computadores mais avançados são relativamente rudimentares em comparação com as complexidades e capacidades do cérebro humano.

Pesquisadores do Laboratório de Pesquisa do Exército do Comando de Desenvolvimento de Capacidades de Combate do Exército dos EUA dizem que isso pode estar mudando à medida que se esforçam para projetar computadores inspirados na estrutura neural do cérebro humano.

Como parte de uma colaboração com a Lehigh University, Pesquisadores do Exército identificaram uma estratégia de design para o desenvolvimento de materiais neuromórficos.

"Materiais neuromórficos é um nome dado às categorias de materiais ou combinação de materiais que fornecem recursos de computação e memória em dispositivos, "disse a Dra. Sina Najmaei, um cientista pesquisador e engenheiro elétrico com o laboratório.

Najmaei e seus colegas publicaram um artigo, "Propriedades eletrônicas e fonônicas dinamicamente reconfiguráveis ​​em dissulfeto de háfnio intercalado (HfS2), "na edição de maio de 2020 da Materiais Hoje .

O conceito de computação neuromórfica é uma solução in-memory que promete reduções de ordens de magnitude no consumo de energia em relação aos transistores convencionais, e é adequado para classificação e processamento de dados complexos. A eficiência de energia limitada em transistores convencionais é uma deficiência tecnológica fundamental que impede o progresso futuro na computação.

A pesquisa de materiais neuromórficos conduzida nos últimos 10 anos tem se concentrado na compreensão das propriedades exclusivas dos materiais 2-D e suas estruturas multicamadas de van der Waals.

"Os resultados mostram uma grande promessa para esses materiais em aplicações eletrônicas, mas também mostram que as interfaces exclusivas nesses materiais fornecem uma oportunidade sem precedentes para o design das propriedades dos materiais, "Najmaei disse.

Nos últimos quatro anos, a equipe conduziu um esforço focado no projeto de propriedades de materiais para aplicações eletrônicas de alto desempenho.

"Nossa pesquisa levou ao nosso Materiais Hoje papel, que expande este esforço para projetar propriedades reconfiguráveis ​​nesses materiais com base em sistemas híbridos de van der Waal / organometálicos e projeto de material neuromórfico, "Najmaei disse.

A computação neuromórfica processa informações usando novos modelos de computação semelhantes aos processos cognitivos do cérebro.

"Para processar e fazer inferências racionais a partir da entrada, informações e um novo paradigma de computação é necessário, "O hardware neuromórfico com recursos de computador in-memory promete preencher essa lacuna tecnológica cada vez maior", disse Najmaei.

Esta pesquisa é um passo importante para o desenvolvimento da computação in-memory em dispositivos híbridos com propriedades funcionais exclusivas para integração em dispositivos sensoriais cognitivos e supera desafios técnicos significativos que impedem uma abordagem de baixo para cima para otimizar o hardware de computação inspirado no cérebro, ele disse.

Se os pesquisadores puderem desenvolver um computador que se comporta como o cérebro, seria extremamente útil para o guerreiro, Najmaei disse.

Computação neuromórfica, como um sistema neural, ofereceria capacidade de computação completa com vantagens, como robustez a danos, capacidade de aprender, adaptabilidade à mudança e outros. Teria o potencial de reduzir a potência operacional em uma magnitude de 1, 000 a 1 milhão de vezes em comparação com os paradigmas de computação atuais.

Este nível de processamento seria altamente desejável para reconhecimento de imagem em sistemas autônomos, e para inteligência artificial em geral. Dada a importância da IA ​​e dos sistemas autônomos na guerra moderna, a computação neuromórfica pode muito bem ser a base para uma ampla gama de futuras capacidades de combate à guerra, Najmaei disse.