Desarrollan material inspirado en el cerebro que aprende a reconocer señales
Un equipo de investigadores del CONICET y CNEA en Bariloche logró que una red microscópica guarde datos y use la humedad como "lubricante". Se podría usar en computación.
Hay materiales que conducen electricidad y otros que la bloquean. Ahora existe uno capaz de aprender y guardar información, con un aliado tan simple como la humedad del aire. Se trata del resultado principal de una investigación que realizaron científicos del Instituto de Nanociencia y Nanotecnología, que depende del CONICET y la Comisión Nacional de Energía Atómica, el Instituto Balseiro y la Universidad Nacional de San Martín.
El grupo estuvo integrado por Juan Ignacio Díaz Schneider, Sebastián Anguiano, Cynthia Quinteros, Pablo Levy y Eduardo Martínez. También colaboraron los estudiantes de física en el Instituto Balseiro Ana Paula Morresi y Miguel Juri.
Demostraron que ese fenómeno que evaluaron permite construir memorias sin chips convencionales. La implicancia es directa: se podrían producir computadoras más eficientes en el uso de energía.
“El dispositivo, por ahora, no funciona de manera autónoma, pero marca un paso muy importante en el desarrollo de esta tecnología”, resaltó el doctor en ciencia y tecnología Martínez.
El cerebro como modelo
Las computadoras actuales separan la memoria del procesador en dos piezas distintas. Esa arquitectura obliga a mover datos todo el tiempo entre ambas partes, y eso consume mucha energía. En cambio, el cerebro humano resuelve el problema de otra manera. Las neuronas procesan y guardan información en el mismo punto, con un gasto energético mínimo. Por eso se buscan materiales que copien ese principio. La idea es procesar datos sin depender por completo de los chips tradicionales.
El equipo de investigadores, que publicó en la revista Advanced Functional Materials, se propuso crear un material con memoria propia. La búsqueda apuntó a una estructura capaz de imitar ciertas funciones de las neuronas.
“El objetivo se enmarca en la computación neuromórfica, la rama que estudia sistemas capaces de emular aspectos de las redes neuronales biológicas. El campo crece porque promete tareas puntuales con mucho menos consumo eléctrico”, señaló.
Nanohilos
El equipo fabricó una red tridimensional de nanohilos de plata. Son hilos miles de veces más finos que un cabello. Los incorporó dentro de una matriz de polivinilpirrolidona, un polímero con capacidad de absorber agua.
Ese polímero funciona como una esponja sensible al ambiente. Retiene humedad y facilita el movimiento de los iones de plata dentro de la red.
Con dispositivos de múltiples electrodos, los puntos de contacto eléctrico del material, los investigadores midieron su comportamiento bajo distintos niveles de humedad. A mayor humedad relativa, la película se hincha y los iones se mueven con más facilidad. Ese cambio reduce el voltaje necesario para activar la conductividad, la facilidad con la que circula la electricidad.
Una vez activado en humedad alta, el estado conductor sigue siendo sensible cuando la humedad vuelve a bajar. Esa sensibilidad funciona como una forma de codificar información.
Martínez explicó el alcance de ese fenómeno: «El material retiene durante cierto tiempo la información codificada en su conectividad eléctrica interna».
Los ensayos con múltiples electrodos permitieron demostrar memoria de corto plazo y aprendizaje asociativo, la capacidad de vincular dos estímulos entre sí. También se probó una capa de resina epoxi para proteger el material y sostener su rendimiento ante distintas condiciones ambientales.
Comentarios