Engenheiros da Universidade de Massachusetts Amherst estão liderando uma equipe de pesquisa que está desenvolvendo um novo tipo de nanodispositivo para microprocessadores de computador que pode imitar o funcionamento de uma sinapse biológica - o lugar onde um sinal passa de uma célula nervosa para outra no corpo. O trabalho é destaque na publicação online antecipada de Materiais da Natureza .

Essa computação neuromórfica, na qual os microprocessadores são configurados mais como cérebros humanos, é uma das tecnologias de computação transformativa mais promissoras atualmente em estudo.

J. Joshua Yang e Qiangfei Xia são professores do departamento de engenharia elétrica e de computação da UMass Amherst College of Engineering. Yang descreve a pesquisa como parte de um trabalho colaborativo em um novo tipo de dispositivo memristivo.

Dispositivos memristivos são interruptores de resistência elétrica que podem alterar sua resistência com base no histórico de tensão e corrente aplicadas. Esses dispositivos podem armazenar e processar informações e oferecer várias características principais de desempenho que excedem a tecnologia de circuito integrado convencional.

"Os memristores se tornaram um dos principais candidatos para permitir a computação neuromórfica, reproduzindo as funções em sinapses biológicas e neurônios em um sistema de rede neural, ao mesmo tempo em que oferece vantagens em energia e tamanho, "dizem os pesquisadores.

A computação neuromórfica - ou seja, microprocessadores configurados mais como cérebros humanos do que como chips de computador tradicionais - é uma das tecnologias de computação transformadoras mais promissoras atualmente em estudo intensivo. Xia diz, "Este trabalho abre um novo caminho para o hardware de computação neuromórfica baseado em memristores."

Eles dizem que a maioria dos trabalhos anteriores neste campo com memristores não implementou dinâmica difusiva sem o uso de grande tecnologia padrão encontrada em circuitos integrados comumente usados ​​em microprocessadores, microcontroladores, memória de acesso aleatório estática e outros circuitos lógicos digitais.

Os pesquisadores dizem que propuseram e demonstraram uma solução bioinspirada para a dinâmica difusiva que é fundamentalmente diferente da tecnologia padrão para circuitos integrados, embora compartilhe grandes semelhanças com as sinapses. Eles dizem, "Especificamente, desenvolvemos um memristor do tipo difusivo, onde a difusão de átomos oferece uma dinâmica semelhante e as escalas de tempo necessárias como sua bio-contraparte, levando a uma emulação mais fiel das sinapses reais, ou seja, um verdadeiro emulador sináptico. "

Os pesquisadores dizem, "Os resultados aqui fornecem um caminho encorajador para a emulação sináptica usando memristores difusivos para computação neuromórfica."

O título do artigo é "Memristores com dinâmica difusiva como emuladores sinápticos para computação neuromórfica".