Computação iônica: Íons resolvem funções matemáticas e lógicas
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| Implementação do processador iônico neuromórfico. [Imagem gerada por AI] |
Redação do Blog GIT - 02/10/2024
Uma descoberta que pode transformar o futuro da computação, inspirando-se na complexidade química do cérebro humano.
Imagine um computador que funcione de forma tão natural quanto o cérebro humano, capaz de lembrar eventos e responder ao ambiente por meio de reações químicas. Essa visão, que parecia distante, está um passo mais perto da realidade graças a um avanço revolucionário na chamada computação iônica.
Pesquisadores da Universidade de Twente, nos Países Baixos, desenvolveram um método inovador para controlar reações químicas envolvendo íons metálicos. Essa abordagem pode abrir as portas para uma nova arquitetura de computadores neuromórficos, aqueles que imitam o cérebro humano. Ao usar íons de metais como cálcio, lantânio e neodímio, os cientistas conseguiram realizar funções matemáticas complexas e operações lógicas, tudo através de reações químicas autocatalíticas.
Computadores que pensam como o cérebro
Enquanto os computadores tradicionais dependem de circuitos de silício e transistores, a computação iônica usa íons metálicos e suas reações químicas como blocos de construção para processar informações. Assim como o cérebro humano, que responde ao ambiente e “lembra” de eventos anteriores, a tecnologia desenvolvida pelo professor Dmitrii Kriukov e sua equipe é capaz de "aprender" a partir de suas interações químicas.
"Encontramos um possível bloco de construção para sistemas inteligentes," disse o professor Albert Wong, celebrando o feito que poderá revolucionar tanto o campo da inteligência artificial quanto o de materiais inteligentes.
Como funciona a computação iônica?
Ao usar íons metálicos, os pesquisadores foram capazes de controlar a taxa de reações autocatalíticas, que são reações químicas que se aceleram sozinhas. Eles aplicaram essa técnica para transformar uma molécula de tripsinogênio em tripsina, uma reação que pode ser controlada pela adição de uma substância que desacelera o processo.
Esse controle permitiu criar um sistema capaz de permanecer em dois estados, o que dá às moléculas a capacidade de armazenar informações temporariamente — uma função similar à memória de bits dos computadores tradicionais. O resultado é um processador neuromórfico que responde a estímulos e "lembra" de condições anteriores.
Revolução nas funções matemáticas e lógicas
Usando essa nova tecnologia, a equipe conseguiu realizar funções matemáticas complexas, como equações lineares e polinômios, além de executar funções lógicas booleanas, que geram resultados diferentes com base nas entradas recebidas.
Essa inovação não só demonstra o potencial da computação iônica como também abre caminho para que a inteligência artificial evolua, utilizando redes químicas que se ajustam de forma autônoma. Além disso, os materiais inteligentes — que podem responder a estímulos externos — agora têm uma nova maneira de interagir com o ambiente de forma controlada e precisa.
Uma demonstração de futuro
Embora ainda esteja nos estágios iniciais de desenvolvimento, a computação iônica pode mudar completamente a forma como entendemos a tecnologia digital. Ao invés de depender unicamente de eletricidade e silício, essa nova abordagem oferece um modelo onde as reações químicas naturais desempenham um papel crucial no processamento e armazenamento de informações.
"Demonstramos que esse tipo de controle permite ajustar a cinética na rede, alterando assim a natureza do feedback positivo. As simulações e experimentos revelam que uma entrada com um ou mais íons metálicos permite saídas temporais e dependentes do histórico que podem ser mapeadas em uma variedade de funções matemáticas," explicou Kriukov.
Destaques do avanço em computação iônica
- Uso de íons metálicos para realizar funções matemáticas e lógicas.
- Capacidade de "lembrar" eventos anteriores, imitando o comportamento do cérebro humano.
- Controle de reações químicas autocatalíticas para criar um sistema com "memória".
- Possibilidade de aplicação em inteligência artificial e materiais inteligentes.
Créditos da Matéria:
Redação do Site Inovação Tecnológica, com base no artigo:
- "Exploring the programmability of autocatalytic chemical reaction networks" (Dmitrii V. Kriukov, Jurriaan Huskens, Albert S. Y. Wong)
Principais tags:
computação iônica, neuromórficos, reações químicas, inteligência artificial, processadores, materiais inteligentes
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