Chips neuromórficos funcionan en tiempo real

Nuevos microchips imitan el tipo de procesamiento de información del cerebro en tiempo real. Investigadores neuroinformáticos de la Universidad de Zurich y la ETH Zurich, junto con colegas de la UE y EEUU, demuestran que la complejidad de las habilidades cognitivas pueden ser incorporadas a los sistemas electrónicos, llevadas a cabo con los denominados chips neuromórficos: Muestran cómo, al ensamblar y configurar estos sistemas electrónicos, funcionan de forma similar a un cerebro real

Ninguna computadora funciona con tanta eficiencia como el cerebro humano, por eso la meta de muchos científicos es la construcción de un cerebro artificial. Los investigadores neuroinformáticos de la Universidad de Zurich y ETH Zurich, han conseguido un gran avance en esta dirección al mejorar la comprensión de cómo configurar los llamados chips neuromórficos para que puedan imitar las habilidades de procesamiento de información del cerebro en tiempo real.

Lo demostraron construyendo un sistema de procesamiento sensorial artificial que exhibe capacidades cognitivas.

El nuevo criterio: imitar las neuronas biológicas

La mayoría de los enfoques de la neuroinformática están limitados al desarrollo de modelos de redes neuronales en las computadoras convencionales, o al objetivo de simular redes nerviosas complejas en supercomputadoras. Pocos siguen el criterio de los investigadores de Zurich, que implica desarrollar circuitos electrónicos comparables a un cerebro real en términos de tamaño, velocidad y consumo de energía.

«Nuestro objetivo es emular las propiedades de las neuronas y las sinapsis biológicas directamente en los microchips», explica Giacomo Indiveri, profesor en el Instituto de Neuroinformática (INI) de la Universidad de Zurich y el ETH Zurich.

El principal reto fue configurar las redes artificiales, es decir, las neuronas neuromórficas, de tal forma que puedan realizar tareas particulares, cosa que se ha logrado. Desarrollaron un sistema neuromórfico que puede llevar a cabo tareas complejas sensoriomotoras en tiempo real, demostrando así que una tarea requiere de memoria a corto plazo y depende de un contexto de toma de decisiones, rasgos típicos necesarios para los tests cognitivos.

De este modo, el equipo del INI combinó las neuronas neuromórficas en redes que implementan módulos de procesamiento neuronal equivalentes a las denominadas «máquinas de estado finito», un concepto matemático que describe los procesos lógicos o programas computerizados. El comportamiento puede ser formulado como una «máquina de estado finito» y, por tanto, transferido al hardware neuromórfico de una manera automatizada.

«Los patrones de conectividad de red se parecen mucho a las estructuras que se encuentran, también, en los cerebros de los mamíferos», señala Indiveri. Los chips se pueden configurar para cualquier modo de comportamiento. De este modo, los científicos demuestran por primera vez cómo funciona un sistema de procesamiento neural en un hardware a tiempo real, donde el usuario dicta el comportamiento que puede ser construido.

«Gracias a nuestro método, los chips neuromórficos se pueden configurar para una gran variedad de modos de comportamientos. Nuestros resultados son fundamentales en el desarrollo de nuevas tecnologías de inspiración cerebral», dijo Indiveri. Una aplicación, por ejemplo, podría combinar los chips con componentes neuromórficos sensoriales, como puede ser una retina artificial, para crear sistemas cognitivos complejos que interactúan con el entorno en tiempo real.

Fuente: Science Daily. Aportado por Eduardo J. Carletti

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