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Chip neural aponta para inteligência artificial em hardware

Várias versões de chips neurais baseados em memristores vêm sendo construídos ao longo dos últimos anos.

Chip neural aponta para inteligência artificial em hardware
Imagem: Redação iMasters

Está pronto o primeiro chip neuromórfico com uma rede neuralDeep learning9 conteúdosRedes neurais roots – Parte 01Dev (Back & Front) · abr 2019Redes neurais roots – Parte 02: treinamentoDev (Back & Front) · mai 2019Redes neurais roots – Parte 03: show me the codeDev (Back & Front) · mai 2019Ver tudo em AI feita inteiramente de memristores. Os memristores são o “elo encontrado” da eletrônica, um componente que apresenta memória e cuja existência só foi confirmada em 2008.

Como guarda uma memória das correntes elétricas que passaram por ele, cada memristor – a palavra é uma junção de “memória” e “resistor” – pode funcionar como uma sinapse artificial. Diferentemente dos transistores, que funcionam com base no controle e na passagem de elétrons, os memristores funcionam com base no movimento de íons, de forma mais parecida com a que os neurônios usam para se comunicar por sinais elétricos.

Um conceito artístico ilustrando a inteligência artificial em hardware (esquerda) e o protótipo do chip neuromórfico (direita). [Imagem: Peter Allen/UCSB]
Um conceito artístico ilustrando a inteligência artificial em hardware (esquerda) e o protótipo do chip neuromórfico (direita). [Imagem: Peter Allen/UCSB]
Várias versões de chips neurais baseados em memristores vêm sendo construídos ao longo dos últimos anos.

Mirko Prezioso e seus colegas da Universidade da Califórnia em Santa Bárbara construíram agora uma rede neural completa usando apenas as sinapses artificiais, sem depender de outros componentes eletrônicos, um passo importante para a inteligência artificial baseada em hardware.

Perceptron

A rede neural implementada em hardware, sem o uso de transistores, consiste naquilo que os engenheiros chamam de perceptron, um algoritmo simples para classificação linear.

O chip é capaz de desempenhar uma única tarefa: ler e interpretar padrões de letras em imagens de 3 x 3 pixels em preto e branco.

As imagens representam as letras “z”, “v” e “n”, que foram estilizadas de várias maneiras e saturadas com “ruído” – elas foram borradas – para testar a capacidade de reconhecimento do chip, que conseguiu detectar corretamente as letras e colocá-las em ordem.

Os memristores são os blocos amarelos nas junções. As tensões de V1 a V3, as entradas da rede neural, levam a corrente, que é acumulada nos fios verticais. f1 e f2 são as saídas da rede neural. [Imagem: Mirko Prezioso et al. - 10.1038/nature14441]
Os memristores são os blocos amarelos nas junções. As tensões de V1 a V3, as entradas da rede neural, levam a corrente, que é acumulada nos fios verticais. f1 e f2 são as saídas da rede neural. [Imagem: Mirko Prezioso et al. – 10.1038/nature14441]
“É um passo pequeno, mas importante. Com tempo e novos progressos, o circuito eventualmente poderá ser expandido e escalonado para se aproximar de algo como o cérebro humano, que possui 1015 conexões sinápticas,” disse o professor Dmitri Strukov, um dos pioneiros na área e coordenador do grupo.

Para isso, será necessário acondicionar muitos mais memristores dentro de um chip, o que a equipe planeja fazer adotando a tecnologia tradicional usada pela indústria eletrônica, o que facilitará não apenas a construção de protótipos de maior densidade, mas também sua conexão a circuitos eletrônicos tradicionais, construindo processadores híbridos que possam desempenhar tarefas práticas.

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Com informações de Inovação Tecnológica

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