Darwin, um processador
neuromórfico com plasticidade cerebral
Redação do Site
Inovação Tecnológica - 28/12/2015
Foto do processador neuromórfico (esquerda) e da placa de demonstração
(direita). [Imagem: Science China Press]
Processamento com poucos recursos
Engenheiros chineses construíram um processador neuromórfico - que imita
o funcionamento do cérebro -
usando a tradicional técnica CMOS de fabricação de circuitos eletrônicos.
A técnica é a mais simples disponível, a mesma escolhida, por exemplo,
para fabricar oprocessador neuromórfico da IBMe o alemão Spikey, que vem rodando programas que imitam comportamentos desde 2014.
O "neuroprocessador" chinês, batizado de Darwin, foi fabricado
usando o processo CMOS de 180 nanômetros, enorme para os padrões da indústria,
mas largamente disponível em laboratórios de universidades.
Ele possui 2.048 neurônios, mais de 4 milhões de sinapses artificiais e
15 diferentes possíveis retardos sinápticos, o que dá ao Darwin uma elevada
capacidade de reconfiguração, permitindo ajustar vários parâmetros dos
neurônios e das próprias sinapses - uma espécie de "plasticidade neural artificial".
Segundo os professores De Ma (Universidade Hangzhou Dianzi) e Zhu
Xiaolei (Universidade Zhejiang), o objetivo do processador neuromórfico é
acelerar os algoritmos em hardware, de olho em aplicações com limitações de
recursos, como dispositivos com eletrônica embarcada e aparelhos da Internet
das Coisas.
Redes neurais pulsadas
O processador Darwin é baseado em uma rede neural pulsada, um tipo de rede neural de inspiração biológica que processa
informações com base em "disparos" discretos no tempo, como os
disparos dos neurônios - em comparação com os "clocks" contínuos dos
processadores eletrônicos tradicionais.
A tentativa de fazer com que os computadores imitem o cérebro faz parte do campo das redes neurais artificiais (RNAs), um tipo de sistema de processamento de informações que imita os
princípios dos cérebros biológicos, já amplamente utilizadas em software, em
aplicativos como reconhecimentos de padrões, processamento de sinais, sistemas
de apoio à decisão, ou, de forma mais geral, na inteligência artificial.
As redes neurais pulsadas (RNP) representam uma categoria de RNA
inspirada no funcionamento do cérebro biológico, executando o processamento dos
dados de forma discreta, o que é biologicamente mais realista do que as RNAs
clássicas, podendo atingir uma relação desempenho-consumo de energia muito
melhor.
Como elas utilizam disparos aleatórios para o processamento e a
transmissão de dados, de forma semelhante às redes neurais biológicas, essas
redes podem ser adequadas para análise e processamento de sinais neurais reais
- nas neurociências e na medicina em geral - além de viabilizarem a construção
deinterfaces cérebro-computador.
Bibliografia:
Darwin: a Neuromorphic Hardware Co-Processor based on Spiking Neural Networks
Shen JunCheng, Ma De, Gu ZongHua, Zhang Ming, Zhu XiaoLei, Xu XiaoQiang, Xu Qi, Shen Yangjing, Pan Gang
Science China: Information Sciences
DOI: 10.1360/112010-977
Darwin: a Neuromorphic Hardware Co-Processor based on Spiking Neural Networks
Shen JunCheng, Ma De, Gu ZongHua, Zhang Ming, Zhu XiaoLei, Xu XiaoQiang, Xu Qi, Shen Yangjing, Pan Gang
Science China: Information Sciences
DOI: 10.1360/112010-977
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