Sinapse eletrônica revela seus segredos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 20/05/2011

A análise revelou dados inéditos sobre os fenômenos físicos e químicos que ocorrem enquanto o memristor funciona. O esquema do componente é mostrada no alto da ilustração. [Imagem: Strachan et al.]

Se os cientistas sabem ou não realmente como uma sinapse funciona no cérebro humano, isso não vai fazer com que os cérebros parem de funcionar.

Mas se eles não souberem exatamente como uma "sinapse eletrônica" funciona, eles jamais conseguirão construir os tão sonhados cérebros artificiais.

Sinapse eletrônica

Foi por isso que cientistas da Universidade da Califórnia e da empresa Hewlett Packard se debruçaram sobre o funcionamento de um componente eletrônico revolucionário que, segundo alguns acreditam, é capaz de imitar o funcionamento das sinapses biológicas.

O componente - também chamado de sinapse eletrônica - é o memristor, uma espécie de elo perdido da eletrônica, um componente com um comportamento similar ao do resistor, mas capaz de "lembrar seu passado", o que significa que ele funciona como uma memória não-volátil.

Daí o nome memristor, uma junção de memória e resistor.

• Elo perdido da eletrônica permitirá computador que aprende

A existência desse quarto componente eletrônico fundamental só foi confirmada em 2008.

Funcionamento do memristor

Agora, os cientistas usaram feixes de raios X altamente focalizados para localizar e "fotografar" o canal de aproximadamente 100 nanômetros onde ocorre a inversão da resistência elétrica que marca o funcionamento do componente.

A análise revelou dados inéditos sobre os fenômenos físicos e químicos que ocorrem enquanto o componente funciona.

Esses dados, que mostram como a temperatura do componente varia conforme sua resistência se altera, vão agora alimentar um modelo matemático sobre como o memristor funciona, permitindo que os pesquisadores projetem seus tão-sonhados circuitos que aprendem.

"Um dos maiores desafios para usar esses componentes é entender como eles funcionam: a situação microscópica pela qual eles passam conforme sofrem essa tremenda reversão na resistência," diz o Dr. John Paul Strachan.

Ciborgues e cia

O perfil termal produzido pelas imagens de raios X mostra que o fenômeno a memresistência é fortemente localizado ao redor do ponto de contato que forma o componente - reforçando a similaridade com a sinapse biológica.

Imitar as sinapses biológicas - as junções entre os neurônios - pode permitir a criação de tecnologias totalmente novas, sobretudo na área da robótica, da inteligência artificial estruturada em hardware e de circuitos capazes de aprender conforme executam cálculos repetidamente.

Isso será possível, acreditam os pesquisadores, pela capacidade que os memristores têm de "lembrar" a corrente elétrica que os atravessa.

• Rumo aos ciborgues: componente eletrônico é feito com sangue humano

Bibliografia:

The switching location of a bipolar memristor: chemical, thermal and structural mapping
John Paul Strachan, Dmitri B Strukov, Julien Borghetti, J Joshua Yang, Gilberto Medeiros-Ribeiro, R Stanley Williams
Nanotechnology
16 May 2011
Vol.: 22 (2011) 254015 (6pp)
DOI: 10.1088/0957-4484/22/25/254015