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Un nuevo dispositivo informático inspirado en la neuroplasticidad puede reconfigurar y almacenar recuerdos como un cerebro humano

El hombre es un órgano fascinante que ha inspirado la ciencia moderna de muchas formas. Ahora, su capacidad de neuroplasticidad está siendo adoptada en un nuevo dispositivo molecular con una destreza informática excepcional.

ciencia diaria Mencionaste que el nuevo dispositivo se puede reconfigurar para realizar diferentes tareas computacionales usando diferentes voltajes. Además, actúan como neuronas que pueden almacenar recuerdos para su posterior recuperación y procesamiento.

Ha sido difícil integrar la neuroplasticidad en un sistema físico, dijo el Dr. Stanley Williams, profesor del Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad Texas A&M, pero podrían crear un dispositivo con un potencial de reconfiguración similar reprogramando su lógica.

(Foto: Pixabay)
Un nuevo dispositivo informático inspirado en la neuroplasticidad puede reconfigurar y almacenar recuerdos como un cerebro humano

El dilema de von Neumann

Las supercomputadoras de gama alta, como las computadoras ordinarias, también enfrentan el desafío del cuello de botella de von Neumann. techopedia Lo define como la idea de que “el rendimiento de un sistema informático está limitado por la potencia relativa de los procesadores en comparación con las tasas más altas de transferencia de datos”. Esto significa que el procesador de la computadora queda inactivo en algún momento, pero aún se está accediendo a su memoria.

El retraso en el procesamiento de la computadora ocurre a pesar de velocidades de procesador extremadamente altas. Los científicos han intentado recurrir a la alternativa utilizando las partes electrónicas tradicionales utilizadas en los memristores, que muestran una elusión del cuello de botella de von Neumann. Según Science Daily, el dióxido de niobio y el dióxido de vanadio se mueven de aislante a conductor a una determinada temperatura, lo que les permite realizar cálculos y almacenar datos.

El único problema es que los memristores solo pueden funcionar a ciertas temperaturas porque están hechos de elementos de tierras raras. Esto llevó a los científicos a buscar moléculas orgánicas que pudieran actuar como memristores.

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Neuroplasticidad en dispositivos informáticos

Los investigadores han podido diseñar un nuevo dispositivo que puede actuar como memristores pero que contiene materiales orgánicos. El Dr. Sriprata Goswami diseñó el material con un átomo metálico central de hierro unido por tres enlaces, las moléculas orgánicas de fenil azopiridina.

El Dr. Sriprata dijo que el dispositivo se comporta como una esponja electrónica que absorbe de manera reversible hasta seis electrones, lo que da como resultado siete estados redox diferentes, lo cual es clave para reconfigurar el dispositivo.

Mientras tanto, el Dr. Sritush Goswami ideó este proyecto desarrollando un microcircuito. Cuando se aplica un voltaje negativo al dispositivo, el dispositivo molecular orgánico puede cambiar de un aislante a un conductor con un voltaje diferente, a diferencia de los memristores.

Sreetosh y Sreebrata investigaron los mecanismos moleculares que causan este comportamiento de conmutación utilizando espectroscopía Raman para buscar firmas espectrales que expliquen el comportamiento. Descubrieron que un voltaje negativo induce a los enlaces de la molécula a sufrir una serie de eventos de reducción y ganancia de electrones que hacen que el dispositivo cambie entre estados de encendido y apagado.

Sritosh dijo que el comportamiento de conmutación del dispositivo es comparable a la neuroplasticidad del cerebro humano, ya que también puede reconfigurar y cambiar los cables físicos a su alrededor dándoles diferentes impulsos de voltaje. como Muy bien mente La neuroplasticidad es la capacidad del cerebro para cambiar y adaptarse como resultado de la experiencia.

Los investigadores dijeron que sus dispositivos podrían integrarse primero en dispositivos móviles y otras aplicaciones donde la energía es limitada. Añadió el Dr. T. Venkatesan, coautor del estudio, dijo que sus dispositivos moleculares algún día podrían allanar el camino para el diseño de chips de procesamiento de próxima generación que tienen una potencia y velocidad computacionales extraordinarias pero que usan menos energía.

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