Durante la ultima decada, La inteligencia artificial (IA) y sus aplicaciones, como el aprendizaje automático, han ganado ritmo para revolucionar muchas industrias. A medida que el mundo recopila más datos, la potencia informática de los sistemas de hardware debe crecer a la par. Desafortunadamente, nos enfrentamos a un futuro en el que no seremos capaces de generar suficiente energía para satisfacer nuestras necesidades computacionales.

"Escuchamos muchas predicciones sobre la IA que marca el comienzo de la cuarta revolución industrial. Es importante para nosotros comprender que las plataformas informáticas de hoy no podrán sustentar implementaciones a escala de algoritmos de IA en conjuntos de datos masivos. Está claro que tendremos que repensar nuestros enfoques de la computación en todos los niveles:materiales, dispositivos y arquitectura. Estamos orgullosos de presentar una actualización en dos frentes en este trabajo:materiales y dispositivos. Fundamentalmente, los dispositivos que estamos demostrando son un millón de veces más eficientes que lo que existe hoy en día, "compartió el profesor Thirumalai Venky Venkatesan, el investigador principal principal de este proyecto que es de la Universidad Nacional de Singapur (NUS).

En un artículo publicado en Nanotecnología de la naturaleza el 23 de marzo de 2020, Los investigadores de la Iniciativa de Nanociencia y Nanotecnología de NUS (NUSNNI) informaron sobre la invención de un dispositivo a nanoescala basado en una plataforma de material única que puede lograr una computación digital en memoria óptima y, al mismo tiempo, ser extremadamente eficiente desde el punto de vista energético. La invención también es altamente reproducible y duradera, a diferencia de los dispositivos electrónicos orgánicos convencionales.

El sistema molecular que es clave para esta invención es una creación del profesor Sreebrata Goswami de la Asociación India para el Cultivo de la Ciencia en Kolkata, India. "Hemos estado trabajando en esta familia de moléculas de ligandos activos redox durante los últimos 40 años. Basado en el éxito con uno de nuestros sistemas moleculares en la fabricación de un dispositivo de memoria que se informó en la revista Materiales de la naturaleza en 2017, decidimos rediseñar nuestra molécula con un nuevo ligando de pinza. Esta es una estrategia de diseño racional de novo para diseñar una molécula que pueda actuar como una esponja de electrones, "dijo el profesor Goswami.

Dr. Sreetosh Goswami, el arquitecto clave de este artículo que solía ser un estudiante de posgrado del profesor Venkatesan y ahora investigador en NUSNNI, dijo, "El principal hallazgo de este artículo es la desproporción de cargas o la ruptura de la simetría electrónica. Tradicionalmente, Este ha sido uno de esos fenómenos en física que es muy prometedor pero no se traduce al mundo real, ya que solo ocurre en condiciones específicas. como alta o baja temperatura, o alta presión ".

"Podemos lograr esta elusiva desproporción de carga en nuestros dispositivos, y modularlo mediante campos eléctricos a temperatura ambiente. Los físicos llevan 50 años intentando hacer lo mismo. Nuestra capacidad para realizar este fenómeno en nanoescala da como resultado un dispositivo multifuncional que puede funcionar como memristor o memcapacitor o incluso como ambos de forma concomitante. "Explicó el Dr. Sreetosh.

"Las complejas interacciones intermoleculares e iónicas en estos sistemas moleculares ofrecen este mecanismo de desproporción de carga único. Agradecemos al profesor Damien Thompson de la Universidad de Limerick, quien modeló las interacciones entre las moléculas y generó conocimientos que nos permiten modificar estos sistemas moleculares en muchos formas de diseñar nuevas funcionalidades, "dijo el profesor Goswami.

"Creemos que solo estamos rascando la superficie de lo que es posible con esta clase de materiales, "añadió el profesor Venkatesan." Recientemente, El Dr. Sreetosh ha descubierto que puede hacer que estos dispositivos oscilen por sí mismos o incluso exhiban pura inestabilidad, régimen caótico. Esto está muy cerca de replicar cómo funciona nuestro cerebro humano ".

"Los científicos de la computación ahora reconocen que nuestro cerebro es el más eficiente en energía, sistema informático inteligente y tolerante a fallas existente. Ser capaz de emular las mejores propiedades del cerebro mientras se ejecuta millones de veces más rápido cambiará el aspecto de la informática tal como la conocemos. En conversaciones con mi viejo amigo y colaborador, el profesor Stan Williams de la Universidad Texas A&M (quien es coautor de este artículo), Me doy cuenta de que nuestro sistema molecular orgánico podría eventualmente superar a todos los materiales de óxido y 'ovónico' demostrados hasta la fecha, " Él concluyó.

Avanzando el equipo de NUS se esfuerza por desarrollar circuitos eficientes que imiten las funciones del cerebro humano.