Chips que emulan neuronas
Tecnología

Chips que emulan neuronas

Avatar of Santiago Renteria

Por: Santiago Renteria

23 de septiembre, 2015

Tecnología Chips que emulan neuronas
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Por: Santiago Renteria

23 de septiembre, 2015




A lo largo de la evolución natural de las especies terrestres se observa un patrón: la adaptación recursiva de las características de los sistemas biológicos. Esto quiere decir que los organismos reinsertan indefinidamente características y procesos comunes a otros seres en sus mecanismos de supervivencia. Un ejemplo es la presencia de la cadena de nucleótidos (los componentes del ADN) que determina la síntesis de glucosa en los seres humanos, pues también está presente en el reino plantae y constituye el fundamento de su mecanismo de energía: la "batería" biológica.

De igual manera, la evolución intelectual y emocional de los seres humanos se debe en gran parte a la adaptación recursiva de las neuronas. Este proceso es descrito en términos científicos por el psicobiólogo Donald Hebb, que curiosamente predijo la plasticidad cerebral antes de que se hicieran estudios utilizando resonancia magnética. 

neuronas

La teoría de Hebb establece que la persistencia de una actividad repetitiva o señal entre dos neuronas, produce cambios metabólicos y estructurales que modifican la eficiencia de la conexión entre las neuronas. Por lo tanto, si se supone una neurona A y una B, y existe actividad persistente entre ellas, la capacidad de exitación de A en B será mayor con el tiempo. Contrariamente, si su actividad disminuye, la capacidad de excitación también lo hará. Entonces, la teoría puede resumirse en una frase: aquellas neuronas que se activan juntas, permanecerán conectadas.

Después de todo lo anterior no es descabellado preguntarnos si la evolución recursiva de nuestro cerebro puede proyectar también en la tecnología.  Siendo más específico, en las computadoras, las  que comúnmente son consideradas como una analogía simplista de la arquitectura cerebral. Desafortunadamente, dados los avances actuales, para esta pregunta la respuesta no es del todo afirmativa, pues el paradigma computacional actual no ha cambiado mucho en términos de procesamiento. En el fondo sigue siendo un sistema binario con estados deterministas. Sin embargo, la empresa Knowm se plantea llevar al mercado chips que emulan neuronas.

Neurona_emulan

Estos chips son conocidos por la comunidad científica bajo el nombre de memristores. Su funcionamiento a grandes rasgos se basa en la mimetización de las conexiones neuronales, es decir la sinapsis. A diferencia de los chips comunes de transistores, que siguen linealmente la información de un programa almacenado en la memoria, los memristores son capaces de aprender mediante la intensificación de la carga eléctrica entre dos memristores, de igual manera que las neuronas fortalecen sus conexiones de acuerdo a la teoría de Hebb.

Los resultados que podrían ser obtenidos a partir del uso de memristores en la tecnología actual serían sorprendentes: podríamos construir dispositivos autónomos energéticamente eficientes y  por lo tanto más asequibles. El salto tecnológico cambiaría la manera en la que los recursos se gestionan en los programas de inteligencia artificial, así como también la forma en la que las CPUs están construidas y llevan acabo su procesamiento.

Además de la fabricación de tecnología la empresa tiene en mente un plan de difusión, que consiste en la distribución de kits de emulación y prueba a científicos e investigadores. De esta manera el desarrollo no se concentraría en un sólo lugar, y la diversidad propiciaría que la implementación de los chips en aplicaciones reales se llevara a cabo en menos tiempo.

neuronas_emulan

Con respecto a otras tecnologías emergentes de cómputo como la computación cuántica, el CEO de Knowm dice: "es teóricamente brillante pero es prácticamente una locura", esto se debe a que los sistemas de computación cuántica están basados en estados probabilísticos (superposición de estados), en oposición a los sistemas deterministas clásicos, lo que conlleva más libertad y poder de procesamiento pero a la vez demasiada incertidumbre en los procesos.

Finalmente, para realmente dejar su marca en la historia, Knowm tiene que superar  a compañías como HP e IBM en  las áreas donde han fallado, pues sólo de esta manera se ganara la credibilidad de los desarrolladores y productores para trasladarse al nuevo paradigma.


Referencias: