Desarrollan un dispositivo que imita las células cerebrales utilizadas en la visión humana

Investigadores de la UCF desarrollan un dispositivo que imita las células cerebrales utilizadas para la visión humana.

La invención puede ayudar a hacer robots algún día que puedan pensar como humanos.

Investigadores de la Universidad de Florida Central están ayudando a cerrar la brecha que separa las mentes humanas y mecánicas.

En un estudio presentado como el artículo de portada que aparece en la revista Science Advances, un equipo de investigación de la UCF mostró que al combinar dos nanomateriales prometedores en una nueva superestructura, podrían crear un dispositivo a nanoescala que imita las vías neuronales de las células cerebrales utilizadas para la visión humana.

“Este es un pequeño paso hacia el desarrollo de computadoras neuromórficas, que son procesadores de computadora que pueden procesar y memorizar información simultáneamente“, dijo Jayan Thomas, profesor asociado en el Centro de Tecnología NanoScience de la UCF y el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales.

“Esto puede reducir el tiempo de procesamiento, así como la energía requerida para el procesamiento.

En algún momento en el futuro, esta invención puede ayudar a hacer robots que puedan pensar como humanos“.

Thomas dirigió la investigación en colaboración con Tania Roy, profesora asistente en el Centro de Tecnología NanoScience de la UCF, y otros en el Centro de Tecnología NanoScience de la UCF y el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales.

Roy dijo que un uso potencial de la tecnología es para rescates asistidos por drones.

“Imagine un avión no tripulado que puede volar sin guía a sitios remotos de montaña y localizar montañeros varados“, dijo Roy.

“Hoy es difícil ya que estos drones necesitan conectividad con servidores remotos para identificar lo que escanean con el ojo de su cámara.

Nuestro dispositivo hace que este dron sea verdaderamente autónomo porque puede ver como un humano“.

“Investigaciones anteriores crearon una cámara que capturó la imagen y la envió a un servidor para que la reconocieran, pero nuestro grupo creó un único dispositivo que imita la función del ojo y el cerebro juntos“, dijo.

“Nuestro dispositivo puede observar la imagen y reconocerla en el acto“.

El truco de la innovación fue el crecimiento de puntos cuánticos de perovskita sensibles a la luz y a escala nanométrica en el grafeno, nanomaterial de espesor atómico bidimensional.

Esta combinación permite que las partículas fotoactivas capturen la luz, la conviertan en cargas eléctricas y luego transfieran las cargas directamente al grafeno, todo en un solo paso.

Todo el proceso tiene lugar en una película extremadamente delgada, aproximadamente una diezmilésima del grosor de un cabello humano.

Basudev Pradhan, que era becario de Bhaskara Advanced Solar Energy en el laboratorio de Thomas y actualmente es profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Energética de la Universidad Central de Jharkhand en India, y Sonali Das, un becario postdoctoral en el laboratorio de Roy, son autores del estudio.

“Debido a la naturaleza de la superestructura, muestra un efecto de memoria asistida por luz“, dijo Pradhan.

“Esto es similar a las células cerebrales relacionadas con la visión de los humanos“.

Las sinapsis optoelectrónicas que desarrollamos son muy relevantes para la computación neuromórfica inspirada en el cerebro.

Este tipo de superestructura definitivamente conducirá a nuevas direcciones en el desarrollo de dispositivos optoelectrónicos ultrafinos“.

Das dijo que también hay posibles aplicaciones de defensa.

“Tales características también se pueden utilizar para ayudar a la visión de los soldados en el campo de batalla“, dijo.

“Además, nuestro dispositivo puede detectar y reconstruir una imagen junto con un consumo de energía extremadamente bajo, lo que lo hace capaz de implementarse a largo plazo en aplicaciones de campo“.

La informática neuromórfica es un objetivo de larga data de los científicos en el que las computadoras pueden procesar y almacenar información simultáneamente, como lo hace el cerebro humano, por ejemplo, para permitir la visión.

Actualmente, las computadoras almacenan y procesan información en lugares separados, lo que en última instancia limita su rendimiento.

Para probar la capacidad de su dispositivo para ver objetos a través de la computación neuromórfica, los investigadores lo usaron en experimentos de reconocimiento facial, dijo Thomas.

“El experimento de reconocimiento facial fue una prueba preliminar para verificar nuestra computación neuromórfica optoelectrónica“, dijo Thomas.

“Dado que nuestro dispositivo imita las células cerebrales relacionadas con la visión, el reconocimiento facial es una de las pruebas más importantes para nuestro componente neuromórfico“.

Descubrieron que su dispositivo podía reconocer con éxito los retratos de cuatro personas diferentes.

Los investigadores dijeron que planean continuar su colaboración para refinar el dispositivo, incluido el uso para desarrollar un sistema a nivel de circuito.

Fuente: UCF