Ondas sonoras podem alimentar novos chips inspirados no cérebro humano, aponta pesquisa publicada na revista Science Advances
Pesquisadores da Universidade do Arizona desenvolveram uma nova abordagem para o processamento de informações que utiliza ondas sonoras em vez de eletricidade para operar chips inspirados no funcionamento do cérebro humano. O estudo, publicado na revista científica Science Advances, propõe um dispositivo chamado sinapse acústica topológica, sigla TAS na denominação original em inglês, que consiste em um componente neuromórfico acionado por ondas acústicas. A proposta representa um avanço na área da computação neuromórfica, campo que busca replicar o modo como o cérebro processa dados de forma simultânea e com altíssima eficiência energética.
A computação neuromórfica é uma abordagem que imita o funcionamento do cérebro humano e tem como uma de suas principais promessas a integração de memória e processamento em um mesmo local, reduzindo drasticamente o consumo de energia em comparação com os chips tradicionais de inteligência artificial. O cérebro humano é capaz de processar volumes enormes de dados com uma eficiência energética notável, algo que os sistemas artificiais atuais ainda não conseguem igualar. Embora o hardware moderno de inteligência artificial esteja cada vez mais apto a lidar com tarefas complexas, seu consumo de energia permanece elevado, o que motiva a busca por soluções mais eficientes.
Ao recorrer às ondas sonoras como meio de transmissão de informações, o novo dispositivo desenvolvido pelos pesquisadores consegue reproduzir com maior fidelidade o processamento paralelo dos neurônios, ou seja, a capacidade de realizar múltiplas operações de forma simultânea, como ocorre no cérebro. A equipe de pesquisa explicou em seu artigo que a sinapse acústica topológica contorna limitações dos modelos anteriores ao mapear informações em espaços de estado multivariados, o que amplía as possibilidades de representação e manipulação de dados dentro do chip. Essa característica permite que o dispositivo opere com níveis ainda maiores de eficiência do que as tecnologias baseadas em sinais elétricos.
A inspiração para o desenvolvimento veio diretamente da natureza, em especial das sinapses cerebrais, que são as conexões responsáveis pela comunicação entre os neurônios e que armazenam e processam informações simultaneamente. Os pesquisadores buscaram transpor esse princípio biológico para um componente físico acionado por ondas acústicas, criando um sistema capaz de imitar o comportamento adaptativo das conexões neuronais. Esse tipo de arquitetura representa uma mudança significativa em relação aos modelos convencionais de processamento, nos quais memória e cálculo ficam separados, exigindo maior dispêndio de energia para o tráfego constante de dados entre as duas funções.
Os resultados divulgados pelo grupo da Universidade do Arizona indicam que o uso de ondas acústicas em dispositivos neuromórficos pode abrir um novo caminho para o desenvolvimento de hardwares de inteligência artificial mais eficientes. A combinação entre processamento paralelo inspirado no cérebro e a transmissão de informações por meio de som representa uma proposta que busca reduzir a barreira do consumo energético que ainda limita a expansão de sistemas de inteligência artificial em larga escala. Com a publicação na revista Science Advances, a pesquisa reforça o potencial da computação neuromórfica baseada em ondas acústicas como alternativa viável para os desafios energéticos da próxima geração de chips inteligentes.
