Descoberta abre caminho para computadores tão eficientes quanto o cérebro

Pesquisadores da Universidade de Gotemburgo, na Suécia, conseguiram combinar funções de memória e de cálculo em um mesmo dispositivo pela primeira vez. A descoberta abre caminho para o desenvolvimento de equipamentos eletrônicos que funcionem com uma eficiência energética semelhante ao cérebro humano.

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É notável que nos últimos anos, os computadores têm sido capazes de realizar tarefas cognitivas impressionantes — como reconhecimento de imagens e linguagens — graças aos avanços dos sistemas de inteligência artificial (IA). Mesmo assim, o cérebro humano ainda é imbatível quando se trata do aproveitamento de energia.

“Tarefas cognitivas, como reconhecimento de imagem e voz, requerem uma capacidade significativa de computadores e dispositivos móveis, como telefones celulares, drones e satélites. Esses equipamentos exigem soluções de eficiência energética que não estão disponíveis atualmente”, explica o professor de spintrônica Johan Åkerman, autor principal do estudo.

Cálculos avançados

Para melhorar significativamente o gerenciamento energético constante dos processadores, os pesquisadores conseguiram vincular em um único componente computacional as duas principais ferramentas utilizadas para realizar cálculos avançados: as redes de osciladores e os memristores.

Esses osciladores funcionam como circuitos instáveis, capazes de realizar cálculos avançados comparáveis às células nervosas humanas. Já os memristores são resistores programáveis que também fazem cálculos, mas possuem, ao mesmo tempo, um sistema de memória integrada.

“Este é um avanço importante porque mostramos que é possível combinar uma função de memória com uma função de cálculo no mesmo componente. Esses dispositivos funcionam como as redes neurais energeticamente eficientes do cérebro, permitindo que se tornem blocos de construção importantes no futuro”, acrescenta Åkerman.

Eficiência energética

Segundo os cientistas, a nova tecnologia permitirá o desenvolvimento de equipamentos mais rápidos e com baixo consumo energético. Centenas de componentes poderão ser aplicados em uma área equivalente ao tamanho de uma bactéria, proporcionando a criação de dispositivos cada vez menores.

Processadores que consomem menos energia poderiam ser usados, por exemplo, como chipsets mais eficientes em aparelhos celulares ou em veículos autônomos com sistemas operacionais que requerem cálculos avançados em tempo real, sem extrapolar os parâmetros limitados de gasto energético impostos palas baterias.

"Cálculos mais eficientes em termos de energia também podem levar a novas funcionalidades em smartphones. Um exemplo são os assistentes virtuais, que hoje fazem todo o processamento remotamente, pois as operações exigem muita energia para o tamanho de um telefone. Esses cálculos poderiam ser realizados localmente, de forma mais rápida e fácil, sem a necessidade de se conectar a servidores”, prevê o professor Johan Åkerman.

Fonte: University of Gothenburg