Nosso cérebro não funciona como uma memória de computador típica, armazenando apenas uns e zeros:graças a uma variação muito maior nos estados de memória, pode calcular mais rápido consumindo menos energia. Cientistas do MESA + Institute for Nanotechnology da University of Twente (Holanda) desenvolveram agora um material ferroelétrico com uma função de memória semelhante a sinapses e neurônios no cérebro, resultando em uma memória multiestado. Eles publicam seus resultados no Materiais Funcionais Avançados .

O material que poderia ser o bloco de construção básico para a 'computação inspirada no cérebro' é titanato de zircônio de chumbo (PZT):um sanduíche de materiais com várias propriedades atraentes. Um deles é que ele é ferroelétrico:você pode colocá-lo no estado desejado, este estado permanece estável após o desaparecimento do campo elétrico. Isso é chamado de polarização:leva a uma função de memória rápida que não é volátil. Combinado com chips de processador, um computador pode ser projetado para iniciar muito mais rápido, por exemplo. Os cientistas da UT agora adicionaram uma fina camada de óxido de zinco ao PZT, Espessura de 25 nanômetros. Eles descobriram que a mudança de um estado para outro não acontece apenas de 'zero' para 'um', vice-versa. É possível controlar áreas menores dentro do cristal:elas serão polarizadas ('flip') ou não?

Multiestado

Usando tempos de escrita variáveis ​​nessas áreas menores, o resultado é que muitos estados podem ser armazenados em qualquer lugar entre zero e um. Isso se assemelha à maneira como as sinapses e os neurônios "pesam" os sinais em nosso cérebro. Memórias multiestaduais, acoplado a transistores, poderia melhorar drasticamente a velocidade de reconhecimento de padrões, por exemplo:nosso cérebro executa esse tipo de tarefas consumindo apenas uma fração da energia de que um sistema de computador precisa. Olhando para os gráficos, os tempos de gravação parecem muito longos em comparação com as velocidades do processador de hoje, mas é possível criar muitas memórias em paralelo. A função do cérebro já foi imitada em softwares como redes neurais, mas, nesse caso, o hardware digital convencional ainda é uma limitação. O novo material é um primeiro passo em direção ao hardware eletrônico com uma memória semelhante à do cérebro. Encontrar soluções para combinar PZT com semicondutores, ou mesmo desenvolvendo novos tipos de semicondutores para isso, é uma das próximas etapas.

Esta pesquisa foi feita dentro do grupo de Ciência de Materiais Inorgânicos, do Instituto de Nanotecnologia MESA + da UT. Dentro deste grupo, também outras propriedades atraentes de PZT foram encontradas, como comportamento piezoelétrico:o material pode se expandir usando uma voltagem elétrica, pressioná-lo também pode gerar uma tensão, por sua vez.