Pesquisadores da Universitat Autonoma de Barcelona (UAB) desenvolveram um material magnético capaz de imitar a forma como o cérebro armazena informações. O material permite emular as sinapses dos neurônios e imitar, pela primeira vez, o aprendizado que ocorre durante o sono profundo.
A computação neuromórfica é um novo paradigma de computação no qual o comportamento do cérebro é emulado imitando as principais funções sinápticas dos neurônios.
Entre essas funções está a plasticidade neuronal: a capacidade de armazenar informações ou esquecê-las dependendo da duração e repetição dos impulsos elétricos que estimulam os neurônios, uma plasticidade que estaria ligada ao aprendizado e à memória.
Dentre os materiais que mimetizam sinapses neuronais, destacam-se os materiais memresistivos, ferroelétricos, materiais com memória de mudança de fase, isolantes topológicos e, mais recentemente, os materiais magneto-iônicos. Neste último, as mudanças nas propriedades magnéticas são induzidas pelo deslocamento de íons no interior do material causado pela aplicação de um campo elétrico.
Nestes materiais é bem conhecido como o magnetismo é modulado ao aplicar o campo elétrico, mas a evolução das propriedades magnéticas quando a tensão é interrompida (isto é, a evolução após o estímulo) é difícil de controlar.
Isso torna complicado emular algumas funções inspiradas no cérebro, como manter a eficiência do aprendizado que ocorre mesmo quando o cérebro está em estado de sono profundo (ou seja, sem estimulação externa).
Este novo efeito abre toda uma gama de oportunidades para novas funções de computação neuromórfica
Este estudo, liderado pelos pesquisadores do Departamento de Física da UAB Jordi Sort e Enric Menéndez, em colaboração com a ALBA Synchrotron, o Instituto Catalão de Nanociência e Nanotecnologia (ICN2) e o ICMAB, propõe uma nova forma de controlar a evolução da magnetização tanto nos estados estimulado e pós-estímulo.
Os pesquisadores desenvolveram um material baseado em uma fina camada de mononitreto de cobalto (CoN) onde, por meio da aplicação de um campo elétrico , pode-se controlar o acúmulo de íons N na interface entre a camada e um eletrólito líquido no qual a camada foi colocada.
Aplicando pulsos de tensão, foi possível emular, de forma controlada, processos como memória, processamento de informações, recuperação de informações e, pela primeira vez, a atualização controlada de informações sem tensão aplicada. Esse controle foi obtido modificando a espessura das camadas de mononitreto de cobalto (que determina a velocidade do movimento dos íons) e a frequência dos pulsos.
A disposição do material permite que as propriedades magnetoiônicas sejam controladas não apenas quando a tensão é aplicada, mas também, pela primeira vez, quando a tensão é removida. Uma vez que o estímulo de tensão externa desapareça, a magnetização do sistema pode ser reduzida ou aumentada, dependendo da espessura do material e do protocolo como a tensão foi aplicada anteriormente.
Ele oferece uma nova função lógica que permite, por exemplo, a possibilidade de mimetizar o aprendizado neural que ocorre após a estimulação cerebral, quando dormimos profundamente. Essa funcionalidade não pode ser emulada por nenhum outro tipo de material neuromórfico existente.
Fonte:
[Estudo]