Óxido de níquel pode revolucionar os sistemas de inteligência artificial

Óxido de níquel pode revolucionar os sistemas de inteligência artificial

Por Gustavo Minari | Editado por Douglas Ciriaco | 25 de Dezembro de 2021 às 09h00
Reprodução/Purdue University

Pesquisadores da Universidade Purdue, nos EUA, descobriram que o óxido de níquel tem capacidade de “aprender” com o ambiente, emulando os sistemas mais básicos de aprendizagem de animais primitivos, como uma lesma do mar. O material pode imitar características de inteligência essenciais para a sobrevivência desses seres.

A descoberta é um passo importante para o desenvolvimento de dispositivos dotados de inteligência artificial (IA) mais eficientes e confiáveis, que possam ser usados na fabricação de carros autônomos, robôs cirúrgicos mais avançados e até em algoritmos aprimorados de redes sociais.

Óxido de níquel armazena informações de forma semelhante ao aprendizado das lesmas (Imagem: Reprodução/Purdue University)

“O óxido de níquel tem características muito semelhantes ao comportamento de aprendizado das lesmas do mar — que se acostumam com o toque conforme a ocorrência aumenta. Em vez da retração das guelras, medimos a mudança na condutividade elétrica do material, alternando o ambiente entre o ar normal e o gás hidrogênio como estímulo”, explica o professor de engenharia de materiais Shriram Ramanathan, autor principal do estudo.

Capacidade de se “acostumar”

Quando exposto ao gás hidrogênio, a estrutura cristalina do óxido de níquel muda sutilmente e mais elétrons ficam disponíveis para gerar uma corrente elétrica. Assim como ocorre com as lesmas do mar em seu ambiente natural, essa mudança na condutividade do óxido de níquel diminui lentamente à medida que os estímulos são intensificados, ou seja, o material se “habitua” ao hidrogênio.

Comportamento do óxido de níquel muda quando exposto ao hidrogênio (Imagem: Reprodução/Purdue University)

Os dois principais sinais de inteligência que os neurocientistas aprenderam com as lesmas do mar são a habituação e a sensibilização. A primeira é a capacidade de se acostumar a um estímulo com o tempo, como se desligar dos ruídos externos ao dirigir no mesmo trajeto para o trabalho todos os dias. A segunda é uma reação forte a um novo estímulo, como trocar de estação ao ouvir uma música ruim pela primeira vez.

“A IA tem muita dificuldade em assimilar e armazenar novos dados sem sobrescrever as informações já aprendidas e gravadas. A capacidade de aprender, lembrar ou esquecer conhecimentos conforme necessário é uma habilidade poderosa para qualquer animal ou máquina”, acrescenta Ramanathan.

IA do futuro

Com essa nova abordagem, os pesquisadores demonstraram que o óxido de níquel em níveis quânticos pode ser usado como blocos de construção para sistemas de inteligência artificial mais eficientes, capazes de reter informações que podem ser aproveitadas em situações e ambientes diferentes em tempo real.

Óxido de níquel poderia ser usado na fabricação de chips de IA mais eficientes (Imagem: Reprodução/Purdue University)

Para o uso prático desse material como hardware de inteligência artificial, os pesquisadores precisarão descobrir como aplicar a habituação e a sensibilização em sistemas de grande escala. Eles também teriam que determinar como ele responderia aos estímulos em um chip de computador, ou se é possível mudar sua estrutura para produzir comportamentos de aprendizagem distintos.

“Se um material quântico pudesse imitar de maneira confiável essas formas de aprendizado, então seria possível construir uma IA diretamente no hardware. Da mesma forma, se o sistema pudesse operar por meio de hardware e software, ele seria capaz de realizar tarefas mais complexas usando menos energia”, encerra o professor Shriram Ramanathan.

Fonte: Purdue University

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