El MIT, los memristores y los chips neuromórficos.

 David Trejo. Prof. de Nanoelectrónica. CAECE

En el artículo publicado el 3 de septiembre del 2016 (Biotecnología & Nanotecnología al Instante) decíamos sobre la posibilidad de fabricar cerebros cuasi similares: “Los nanochips neurosinápticos fueron desarro-llados por IBM (TrueNorth). Cada nanochip equivale a 1 millón de neuronas y 256 millones de sinapsis programables a través de 4.096 núcleos neurosinápticos individuales. Estos nanochips cuentan con una cifra record de 5.400 millones de transistores por centímetro cuadrado. El nanochip neurosináptico integra a la capacidad de procesamiento matemático de las computadoras clásicas, equivalente al lado izquierdo del cerebro, con la capacidad adicional de imitar el lado derecho dónde impacta la información percibida por los sentidos, pudiendo procesar imágenes y la información recibida por una cantidad casi ilimitada nanosensores para responder y resolver con inteligencia complejas situaciones”…”No obstante el cerebro humano tiene una parte de ordenador analógico extremadamente compleja. Su evolución se basa en sus experiencias previas y hasta ahora esta funcionalidad no se pudo reproducir de manera adecuada con la tecnología digital. El desarrollo de nanomemorias tipo memristor (resistencias de memoria) constituye un requisito previo para la construcción de redes de neuronas artificiales capaces de igualar el rendimiento y la funcionalidad de sus homólogos biológicos.  A partir del año 2008 comenzó a confirmarse la posibilidad de un nuevo componente, el memristor, capaz de comportarse  de una manera similar a las sinapsis de las neuronas dentro del cerebro humano. La resistencia a la corriente dentro de un memristor es el producto de las corrientes que han fluido previamente a través de él. La corriente fluye cada vez más fácil cuanto más fluye una corriente previa. Debido a estas propiedades los memristores tienen a constituir una memoria no volátil y permiten producir computadoras mejoradas en la comprensión del habla, las imágenes y el mundo que les rodea”. Esta semana el MIT (Massachusetts Institute of Technology) distingue al Ingeniero David Trejo, profesor de electrónica y Nanoelectrónica de la Licenciatura en Nanotecnología (Universidad CAECE) por sus “chips neuromórficos que prometen potenciar las capacidades de la informática”. El informe del MIT señala “La informática ha evolucionado desde ordenadores que ocupaban habitaciones enteras con capacidades ínfimas hasta computadoras tipo smartphone que caben en un bolsillo y cuya potencia supera a la nave espacial de la misión Apolo 11. Y, dado que la electrónica y la informática siguen avanzando, puede que dentro de un puñado de años la potencia computacional de los aparatos que usamos actualmente nos parezca ridícula. Este es precisamente el objetivo del trabajo del Ing. David Trejo, centrado en buscar nuevas formas de utilizar los memristores. Se trata de unos exóticos dispositivos electrónicos cuya existencia se confirmó en 2008. Estos aparatos almacenan información cuando reciben corriente eléctrica y se están posicionando en chips específicos para inteligencia artificial. Mientras la informática actual almacena la información en forma de unos y ceros (binario), los memristores de Trejo pueden grabar múltiples niveles de información”… “Con miles de memristores, en una placa se pueden emular las redes neuronales de nuestro cerebro. El ingeniero ha creado una placa que le permite hacer una red neuronal de ocho neuronas y trabaja en otra de hasta 64.000. Es una escala de integración más grande que nunca se había hecho antes", explica Trejo. Además, afirma que sus memristores también podrían servir como chips especializados en computación cuántica. La memoria RAM típica de la mayoría de los aparatos electrónicos permite almacenar ceros y unos. Por el contrario, la innovación de Trejo permitirá almacenar al menos ocho valores. "Esto es muy importante para la computación neuromórfica", cuenta Trejo, es decir, para los sistemas que emulan las sinapsis de las neuronas que forman nuestro sistema nervioso. Esto supondrá la cuarta revolución de la electrónica: los procesadores que vienen preparados para la inteligencia artificial. La aplicación de estos avances hará más rápidos los procesos informáticos y aumentará la potencia de la computación actual. Los chips de inteligencia artificial son algo que vamos a necesitar porque todas las apps usan big data e inteligencia artificial, y por esos nuestros smartphones son lentos. Con chips de inteligencia artificial el procesamiento será mucho más rápido y eficiente", añade Trejo. La directora de Telecomunicaciones en la Universidad Nacional Autónoma de México, María de Lourdes Velázquez, miembro del jurado de Innovadores 2019, cree que el proyecto de Trejo "podría ayudar a acelerar el desarrollo de hardware para aplicaciones de inteligencia artificial e internet de las cosas, y que podría lograr grandes impactos en la constante evolución de la industria de la computación".

Lectura complementaria:

Nanomemoria en el cerebro homólogo humano.