Los investigadores de la Universidad de Florida Central están ayudando a cerrar la brecha que separa las mentes humanas y mecánicas.

En un estudio presentado como artículo de portada que aparece hoy en la revista Avances de la ciencia , un equipo de investigación de la UCF demostró que al combinar dos nanomateriales prometedores en una nueva superestructura, podrían crear un dispositivo a nanoescala que imite las vías neuronales de las células cerebrales utilizadas para la visión humana.

"Este es un pequeño paso hacia el desarrollo de computadoras neuromórficas, que son procesadores de computadora que pueden procesar y memorizar información simultáneamente, "dijo Jayan Thomas, profesor asociado en el Centro de Tecnología de Nanociencias de la UCF y en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales. "Esto puede reducir el tiempo de procesamiento, así como la energía requerida para el procesamiento. En algún momento en el futuro, esta invención puede ayudar a crear robots que puedan pensar como humanos ".

Thomas dirigió la investigación en colaboración con Tania Roy, profesor asistente en el Centro de Tecnología de Nanociencia de la UCF, y otros en el Centro de Tecnología de Nanociencia de la UCF y el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales.

Roy dijo que un uso potencial de la tecnología es para rescates asistidos por drones.

"Imagínese un dron que pueda volar sin guía a sitios remotos de montaña y localizar montañeros varados, "Dijo Roy." Hoy es difícil ya que estos drones necesitan conectividad a servidores remotos para identificar lo que escanean con su cámara. Nuestro dispositivo hace que este dron sea verdaderamente autónomo porque puede ver como un humano ".

"Investigaciones anteriores crearon una cámara que capturaba la imagen y la enviaba a un servidor para ser reconocida, pero nuestro grupo creó un único dispositivo que imita el funcionamiento conjunto del ojo y el cerebro, ", dijo." Nuestro dispositivo puede observar la imagen y reconocerla en el acto ".

El truco de la innovación fue crecer a nanoescala, puntos cuánticos de perovskita sensibles a la luz en el bidimensional, grafeno de nanomaterial de espesor atómico. Esta combinación permite que las partículas fotoactivas capturen la luz, convertirlo en cargas eléctricas y luego transferir las cargas directamente al grafeno, todo en un solo paso. Todo el proceso se lleva a cabo en una película extremadamente fina, alrededor de una diezmilésima parte del grosor de un cabello humano.

Basudev Pradhan, quien fue becario de Bhaskara Advanced Solar Energy en el laboratorio de Thomas y actualmente es profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Energética de la Universidad Central de Jharkhand en India, y Sonali Das, un becario postdoctoral en el laboratorio de Roy, se comparten los primeros autores del estudio.

"Debido a la naturaleza de la superestructura, muestra un efecto de memoria asistido por luz, ", Dijo Pradhan." Esto es similar a las células cerebrales relacionadas con la visión de los humanos. Las sinapsis optoelectrónicas que desarrollamos son muy relevantes para las Computación neuromórfica. Este tipo de superestructura definitivamente conducirá a nuevas direcciones en el desarrollo de dispositivos optoelectrónicos ultradelgados ".

Das dijo que también hay posibles aplicaciones de defensa.

"Estas funciones también se pueden utilizar para ayudar a la visión de los soldados en el campo de batalla, ", dijo." Además, nuestro dispositivo puede detectar, detectar y reconstruir una imagen junto con un consumo de energía extremadamente bajo, lo que lo hace capaz de implementarse a largo plazo en aplicaciones de campo ".

La computación neuromórfica es un objetivo de los científicos desde hace mucho tiempo en el que las computadoras pueden procesar y almacenar información simultáneamente, como lo hace el cerebro humano, por ejemplo, para permitir la visión. En la actualidad, las computadoras almacenan y procesan información en lugares separados, lo que en última instancia limita su desempeño.

Para probar la capacidad de su dispositivo para ver objetos a través de la computación neuromórfica, los investigadores lo usaron en experimentos de reconocimiento facial, Dijo Thomas.

"El experimento de reconocimiento facial fue una prueba preliminar para comprobar nuestra computación neuromórfica optoelectrónica, ", Dijo Thomas." Dado que nuestro dispositivo imita las células cerebrales relacionadas con la visión, el reconocimiento facial es una de las pruebas más importantes para nuestro componente neuromórfico ".

Descubrieron que su dispositivo podía reconocer con éxito los retratos de cuatro personas diferentes.

Los investigadores dijeron que planean continuar su colaboración para perfeccionar el dispositivo, incluido su uso para desarrollar un sistema a nivel de circuito.