Una red desordenada que es capaz de detectar patrones ordenados:esto suena contradictorio, pero se acerca a describir la forma en que funciona el cerebro. Investigadores de la Universidad de Twente han desarrollado una red inspirada en el cerebro basada en tecnología de silicio que se puede operar a temperatura ambiente. Utiliza propiedades de los materiales que los diseñadores electrónicos suelen evitar. Gracias a la "conducción por salto, "el sistema evoluciona hacia una solución sin hacer uso de elementos prediseñados. Los investigadores publican su trabajo en Naturaleza el 15 de enero 2020.

El cerebro es muy bueno para reconocer patrones. La inteligencia artificial puede funcionar mejor en algunos casos, pero esto tiene un precio:se necesita una potencia informática enorme, mientras que el cerebro solo consume 20 vatios.

La industria de los semiconductores ahora está adoptando nuevas estrategias de diseño de computadoras inspiradas en la función cerebral, como el procesador Loihi de Intel, que tiene neuronas y sinapsis. Todavía, imitar una sola neurona requiere miles de transistores, y el cerebro tiene decenas de miles de millones de neuronas. La miniaturización es un enfoque a esta escala, pero la tecnología está llegando a límites físicos. La nueva red desordenada de átomos dopantes, ahora presentado en Naturaleza es un enfoque diferente:no utiliza neuronas prediseñadas ni otros circuitos, pero hace uso de las propiedades de los materiales para evolucionar hacia una solución. Este enfoque altamente contradictorio es energéticamente eficiente y no ocupa mucho espacio en la superficie.

Saltando

En electrónica, El dopaje es una forma bien conocida de influir en las propiedades de los transistores al introducir deliberadamente impurezas en el cristal de silicio en una concentración lo suficientemente alta para lograr el efecto deseado. En este caso, el uso de una concentración mucho menor de boro da como resultado un régimen que los diseñadores de circuitos prefieren evitar.

Ese es exactamente el régimen en el que opera la red desordenada. La conducción ahora tiene lugar a través de electrones que saltan de un átomo de boro a otro:esta 'conducción de salto' es, en cierto sentido, comparable a las neuronas que buscan la colaboración con otras neuronas para hacer una clasificación. Como ejemplo, la red se alimenta con 16 básicos, patrones de cuatro dígitos. Cada patrón da como resultado una señal de salida diferente. Con estos 16 como base, es posible reconocer una base de datos con letras escritas a mano con alta precisión y velocidad, por ejemplo. El componente básico ahora tiene 300 nanómetros de diámetro, tiene alrededor de 100 átomos de boro y consume alrededor de 1 microvatio de energía.

En futuros sistemas que utilicen este tipo de red, el reconocimiento de patrones se puede hacer localmente, sin utilizar la potencia informática distante. En conducción autónoma, por ejemplo, muchas decisiones deben tomarse sobre la base del reconocimiento. Esto implica un potente sistema informático a bordo o una comunicación de alto ancho de banda con la nube, probablemente incluso ambos. El nuevo enfoque inspirado en el cerebro implicaría menos transporte de datos, por lo que la industria de fabricación de automóviles ya está interesada en el nuevo enfoque UT. Este tipo de computación, llamado "computación de borde, "también se puede utilizar para la detección de rostros, por ejemplo.

El papel, "Clasificación con una red de átomos dopantes desordenada en silicio, "se publica en Naturaleza . En el mismo número, hay una reseña relacionada titulada "Evolución de los circuitos para el aprendizaje automático".