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Los científicos apuntan a imitar la eficiencia energética del cerebro humano con neuronas superconductoras

Los científicos apuntan a imitar la eficiencia energética del cerebro humano con neuronas superconductoras


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Nuestros cerebros son órganos increíblemente complejos, tanto que están lejos de ser completamente entendidos por la ciencia moderna.

Una cosa que sí sabemos es que el cerebro humano es un dispositivo informático increíblemente eficiente: funciona a una velocidad de reloj mucho más lenta que los microprocesadores modernos y, al mismo tiempo, realiza miles de millones de cálculos por segundo.

Ahora, los científicos informáticos del MIT están tratando de copiar la eficiencia informática del cerebro humano utilizando redes neuronales hechas de nanocables superconductores.

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La "computadora" en nuestras cabezas

Según MIT Tech Review, nuestros cerebros funcionan con un poco más de energía que "un tazón de avena", mientras que las supercomputadoras más poderosas del mundo "usan más energía que las grandes ciudades".

A pesar de esto, la increíble eficiencia informática del cerebro nos permite caminar, conversar, pensar, etc.

Desde hace un tiempo, los científicos informáticos han estado buscando construir neuronas artificiales que estén conectadas en redes similares a las del cerebro. Esto, en principio, conduciría a una eficiencia energética significativamente mayor.

Redes neuronales superconductoras

Emily Toomey y sus colegas del MIT han diseñado una neurona superconductora hecha de nanocables. Afirman que es un gran avance, ya que muestra muchos comportamientos similares a las redes neuronales del cerebro humano.

En teoría, el dispositivo del investigador coincide con la eficiencia energética del cerebro y podría ser "un bloque de construcción para una nueva generación de redes neuronales superconductoras que será mucho más eficiente que la maquinaria informática convencional", dice el comunicado de prensa del MIT.

Simulaciones realistas

Toomey y sus colegas dicen que los nanocables superconductores tienen una propiedad no lineal que les permite actuar como neuronas biológicas reales.

La superconductividad del nanoalambre se rompe cuando la corriente que fluye a través de él excede un valor umbral; esto imita la forma en que las neuronas biológicas no se activan a menos que la señal de entrada exceda un nivel umbral.

Además, cuando la superconductividad del nanoalambre se rompe, la resistencia aumenta repentinamente, creando un pulso de voltaje que se asemeja significativamente al potencial de acción, o impulsos eléctricos, en una neurona: el potencial de acción crea señales cerebrales de manera efectiva.

Conectar el nanocable a otros cables y crear una red hace que la simulación sea aún más realista.

Coincidiendo con el cerebro humano

El grupo de científicos informáticos afirma que su red neuronal superconductora, en teoría, puede igualar al cerebro humano en el manejo de aproximadamente 1014 operaciones sinápticas por segundo por vatio.

"La neurona de nanocables puede ser una tecnología altamente competitiva desde una perspectiva de potencia y velocidad", dijo el grupo en el comunicado de prensa del MIT.

“El resultado sería un procesador neuromórfico a gran escala que podría entrenarse como una red neuronal de picos para realizar tareas como el reconocimiento de patrones o usarse para simular la dinámica de picos de una red grande y biológicamente realista”, dicen.

Como siempre, la paciencia es clave: las supercomputadoras de redes neuronales de nanocables no están ni cerca de convertirse en realidad, pero los hallazgos son muy prometedores.

Para obtener más información sobre las neuronas superconductoras, consulte el artículo de investigación del equipo del MIT aquí.


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