Nos estamos acercando al límite de la cantidad de microprocesadores que se pueden desarrollar. Gunnar Tufte propone construir computadoras de una manera completamente nueva, inspirado en el cerebro humano y la nanotecnología.

Gunnar Tufte es profesor de tecnología informática, pero su investigación lo ha llevado en algunas direcciones sorprendentes. Ahora es el jefe de un proyecto que está reconsiderando cómo deberían construirse las computadoras del mañana, inspirado en la neurociencia y la física.

Tufte llama a las computadoras un milagro en el mundo moderno, pero cree que sus transistores se están acercando a la edad de jubilación.

"Es hora de repensar las computadoras. En principio, todavía se están construyendo de la misma manera que hace 60-70 años, "dice Tufte.

Tufte cree que la estructura del cerebro humano puede inspirar la arquitectura de las computadoras del futuro:autoorganizada y construida a partir de materiales no tradicionales.

No está hablando de un cyborg que es una mezcla de tecnología y biología.

Durante más de 50 años, Las velocidades del microprocesador se han duplicado cada dos años. Tufte cree que no será posible mantener ese ritmo agresivo por mucho más tiempo. Reducir el número de componentes hace que las máquinas no sean fiables. Aumentar el número de piezas las hace intensivas en energía. Un centro de datos típico consume tanta energía como 40000 hogares, y la creciente complejidad de las máquinas las hace demasiado caras de fabricar.

Mira al cerebro

El profesor de NTNU cree que el cerebro tiene características que deberían tener las computadoras.

"El cerebro proporciona un rendimiento estable a pesar de que las partes son inestables, Requiere muy poca energía y tiene un proceso de diseño autoorganizado. Si logramos transferir propiedades como estas de las redes neuronales a las computadoras, podremos revolucionar la forma en que fabricamos computadoras, " él dijo.

Tufte explica que el cerebro realiza muchas de las mismas tareas que las computadoras:procesa información, ejerce control y tiene memoria. Pero la estructura es completamente diferente. Las células cerebrales se autoorganizan, y hacen su propia arquitectura y se adaptan constantemente, sin ningún plan general, él dijo.

"Una célula es tanto construida como constructora. Las redes neuronales son complejas pero comienzan simples. El organismo se adapta al medio ambiente y al mundo. Cuando construimos máquinas es lo contrario, ", dijo." Construimos una computadora de piezas que se planifican y producen con precisión, y se ensamblan de acuerdo con un gran plan para realizar una tarea específica. La máquina es complicada desde el principio, pero no tiene la capacidad de desarrollarse ".

El arte de aprender

Y mientras que tenemos que programar una computadora para realizar nuevas tareas o adaptarse a otras tecnologías, el cerebro tiene la capacidad de aprender.

Él dice que la construcción de este tipo de computadora requerirá un hardware completamente diferente al que se usa en las máquinas actuales. una idea que se persigue en un proyecto de investigación de cinco años que finaliza en 2022 financiado parcialmente por el Consejo de Investigación de Noruega llamado SÓCRATES.

Los nanoimanes pueden ofrecer un enfoque, por ejemplo.

"Los imanes son fáciles de hacer, y son fáciles de escalar porque son muy simples y requieren poca energía. Al permitir la autoorganización, no dependemos del componente individual. Uno o más componentes pueden diferir sin que el resultado sea incorrecto, " él dice.

Los nanoimanes ya están aquí

Se han producido nanoimanes en NTNU Nanolab, y Tufte y su grupo están ejecutando simulaciones de cómo los imanes pueden comportarse de manera autoorganizada.

Los investigadores están colaborando con colegas de ETH en Suiza, la Universidad de Sheffield, la Universidad de Gante, Universidad Metropolitana de Oslo y Universidad de York. El interés en financiar la investigación sobre alternativas al procesador de silicio ha despegado en los últimos cinco a seis años, Tufte dice. Internacionalmente, La investigación actual incluye el uso de nanotubos de carbono y diversas soluciones moleculares.

Ignora pequeños errores

Pero, ¿cómo pueden ser correctos los resultados si se permite que el hardware falle?

"Los errores ocurren cuando reduce la escala. Por lo tanto, debe compensar con tecnología que detecte errores. En algún momento, terminará usando más recursos para descubrir errores que para resolver el problema. El cerebro tiene una autoorganización subyacente que no depende de si una sola célula cerebral es confiable. Tenemos que intentar copiar eso "Dice Tufte.

Tufte dice que el mundo seguramente sobreviviría incluso si las computadoras de hoy no se vuelven más poderosas, pero que desarrollar computadoras más eficientes tiene claras consecuencias ambientales, encima de todo lo demás.

"Evitaríamos la implosión del planeta. Pero el impacto en la economía y la política sería enorme. Todo se basa en el crecimiento. Personalmente, Lo vería como una gran ventaja si el crecimiento se detuviera. Tenemos que reducir el consumo, "dice Tufte.