p Os cientistas da UCLA, James Gimzewski e Adam Stieg, fazem parte de uma equipe de pesquisa internacional que deu um passo significativo em direção ao objetivo de criar máquinas pensantes. p Liderado por pesquisadores do Instituto Nacional de Ciência de Materiais do Japão, a equipe criou um dispositivo experimental que exibiu características análogas a certos comportamentos do cérebro - aprendizagem, memorização, esquecendo, vigília e sono. O papel, publicado em Relatórios Científicos , descreve uma rede em um estado de fluxo contínuo.

p "Este é um sistema entre a ordem e o caos, à beira do caos, "disse Gimzewski, um distinto professor de química e bioquímica da UCLA, membro do California NanoSystems Institute da UCLA e co-autor do estudo. "A maneira como o dispositivo evolui e muda constantemente imita o cérebro humano. Ele pode gerar diferentes tipos de padrões de comportamento que não se repetem."

p A pesquisa é um passo inicial ao longo de um caminho que pode eventualmente levar a computadores que fisicamente e funcionalmente se assemelham ao cérebro - máquinas que podem ser capazes de resolver problemas com os quais os computadores contemporâneos lutam, e isso pode exigir muito menos energia do que os computadores de hoje.

p O dispositivo que os pesquisadores estudaram é feito de um emaranhado de nanofios de prata - com um diâmetro médio de apenas 360 nanômetros. (Um nanômetro é um bilionésimo de um metro.) Os nanofios foram revestidos em um polímero isolante de cerca de 1 nanômetro de espessura. Geral, o próprio dispositivo media cerca de 10 milímetros quadrados - tão pequeno que seriam necessários 25 deles para cobrir um centavo.

p Tem permissão para se automontar aleatoriamente em um wafer de silício, os nanofios formaram estruturas altamente interconectadas que são notavelmente semelhantes às que formam o neocórtex, a parte do cérebro envolvida com funções superiores, como a linguagem, percepção e cognição.

p Uma característica que diferencia a rede de nanofios dos circuitos eletrônicos convencionais é que os elétrons que fluem por eles causam a alteração da configuração física da rede. No estudo, a corrente elétrica fez com que os átomos de prata migrassem de dentro do revestimento de polímero e formassem conexões onde dois nanofios se sobrepõem. O sistema tinha cerca de 10 milhões dessas junções, que são análogas às sinapses onde as células cerebrais se conectam e se comunicam.

p Os pesquisadores anexaram dois eletrodos à malha semelhante ao cérebro para traçar o perfil de como a rede funcionava. Eles observaram "comportamento emergente, “significando que a rede apresentava características como um todo que não poderiam ser atribuídas às partes individuais que a compõem. Essa é outra característica que faz com que a rede se assemelhe ao cérebro e a diferencia dos computadores convencionais.

p Depois que a corrente fluiu pela rede, as conexões entre os nanofios persistiram por até um minuto em alguns casos, que se assemelhava ao processo de aprendizagem e memorização no cérebro. Outros tempos, as conexões desligaram abruptamente após o término da carga, imitando o processo de esquecimento do cérebro.

p Em outros experimentos, a equipe de pesquisa descobriu que com menos energia fluindo, o dispositivo exibiu um comportamento que corresponde ao que os neurocientistas veem quando usam a ressonância magnética funcional para obter imagens do cérebro de uma pessoa adormecida. Com mais poder, o comportamento da rede de nanofios correspondia ao do cérebro desperto.

p O artigo é o mais recente de uma série de publicações que examinam as redes de nanofios como um sistema inspirado no cérebro, uma área de pesquisa em que Gimzewski ajudou a pioneira junto com Stieg, um cientista pesquisador da UCLA e um diretor associado do CNSI.

p "Nossa abordagem pode ser útil para gerar novos tipos de hardware que são eficientes em termos de energia e capazes de processar conjuntos de dados complexos que desafiam os limites dos computadores modernos, "disse Stieg, um co-autor do estudo.

p A atividade limítrofe-caótica da rede de nanofios assemelha-se não apenas à sinalização dentro do cérebro, mas também a outros sistemas naturais, como os padrões climáticos. Isso pode significar que, com mais desenvolvimento, versões futuras do dispositivo podem ajudar a modelar esses sistemas complexos.

p Em outros experimentos, Gimzewski e Stieg já persuadiram um dispositivo de nanofio de prata para prever com sucesso as tendências estatísticas nos padrões de tráfego de Los Angeles com base nos dados de tráfego dos anos anteriores.

p Por causa de suas semelhanças com o funcionamento interno do cérebro, dispositivos futuros baseados na tecnologia de nanofios também podem demonstrar eficiência energética como o processamento do próprio cérebro. O cérebro humano opera com energia aproximadamente equivalente à usada por uma lâmpada incandescente de 20 watts. Por contraste, servidores de computador onde ocorrem tarefas intensivas de trabalho - do treinamento para aprendizado de máquina à execução de pesquisas na Internet - podem usar o equivalente à energia de muitas residências, com a pegada de carbono correspondente.

p "Em nossos estudos, temos uma missão mais ampla do que apenas reprogramar computadores existentes, "Gimzewski disse." Nossa visão é um sistema que será capaz de lidar com tarefas que estão mais próximas da forma como o ser humano opera. "