"Neurônios" de grafeno conseguem imitar sinapses do cérebro humano

Pesquisadores da Universidade do Texas em Austin, nos Estados Unidos, desenvolveram transistores feitos à base de grafeno que funcionam de maneira semelhante às sinapses — sinais elétricos que conectam os neurônios entre si — presentes no cérebro humano.

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Segundo os cientistas, esse material além de ser mais eficiente e ecologicamente correto do que o silício, também é biocompatível, podendo ser utilizado no desenvolvimento de equipamentos médicos ou em aplicações permanentes dentro do corpo humano.

“Muitos materiais utilizados nos primeiros dispositivos com comportamento semelhante ao cérebro são tóxicos. Isso faz com que eles sejam incapazes de entrar em contato com células vivas de forma alguma”, explica a professora de engenharia elétrica Jean Anne Incorvia, autora principal do estudo.

Neurônio de grafeno

Para construir um processador totalmente funcional, os pesquisadores utilizaram uma combinação de grafeno e nafion — um material composto por uma membrana polimérica — que juntos, formam uma espécie de espinha dorsal para o transistor com funções sinápticas.

Assim como ocorre no cérebro, as vias presentes nesse transistor têm a capacidade de se fortalecerem à medida que são usadas com mais frequência, criando um tipo de “memória muscular neural”. Isso significa que esses dispositivos poderão melhorar a execução de tarefas como reconhecer e interpretar imagens com o passar do tempo.

“Computadores que pensam como cérebros podem fazer muito mais do que os dispositivos de hoje. Imitando as sinapses, podemos ensinar esses equipamentos a aprender rapidamente, sem exigir métodos de treinamento enormes e que consomem um alto poder de processamento”, acrescenta Incorvia.

Chip neuromórfico

Com a tecnologia avançando no desenvolvimento de carros autônomos, drones e robôs inteligentes, os chips de silício representam um gargalo no processamento e armazenamento de dados. Novos materiais como o grafeno têm mostrado resultados promissores na fabricação de processadores neuromórficos, que imitam as sinapses cerebrais.

Grandes empresas com Intel e Samsung já produziram ou estão em processo de desenvolvimento de plataformas totalmente neuromórficas. No entanto, os materiais atuais usados na fabricação desses chips, acabam limitando a capacidade de processamento desses transistores.

"Ainda existe um grande espaço aberto quando se trata de materiais. Não reduzimos nosso chip de grafeno à próxima grande solução a ser testada. Provavelmente, não teremos apenas uma única solução, mas sim diferentes materiais sendo utilizados em aplicações distintas”, encerra a professora Jean Anne Incorvia.