ons resolvem funes matemticas e lgicas

Informtica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 02/10/2024

Computao com ons

Um novo mtodo para controlar com preciso reaes qumicas envolvendo ons metlicos est lanando as bases para uma arquitetura completamente nova para a construo de computadores que funcionam como o crebro humano, baseados em processadores neuromrficos.

A quase totalidade dos processadores que imitam o crebro se baseia em componentes com memria prpria, os memoristores, mas todos os seres vivos respondem ao seu ambiente por meio de uma sequncia de reaes qumicas complexas, o que tem levado a diferentes abordagens para recriar o processamento de informaes da natureza e, eventualmente, criar arquiteturas alternativas de computao.

Dmitrii Kriukov e seus colegas da Universidade de Twente, nos Pases Baixos, enveredarem por uma via de computao molecular, programando reaes qumicas para no apenas responder s condies atuais, mas tambm “lembrar” eventos anteriores.

Usando ons metlicos, os pesquisadores controlaram a taxa de reaes autocatalticas, reaes qumicas que se aceleram sozinhas, e ento usaram essa tcnica para converter a molcula tripsinognio em tripsina. Ao adicionar uma substncia que pode desacelerar essa converso, os pesquisadores criaram um sistema que pode permanecer em dois estados, o que lhe possibilita armazenar informaes temporariamente, dando s molculas uma forma de memria que lhes permite funcionar como bits para processamento digital.

“Encontramos um possvel bloco de construo para sistemas inteligentes,” disse o professor Albert Wong.

Princpio da “lgica inica”.
[Imagem: Dmitrii V. Kriukov et al. – 10.1038/s41467-024-52649-z]

IA e materiais inteligentes

Usando seus ons metlicos, a equipe conseguiu imitar funes matemticas complexas, incluindo polinmios como equaes lineares e parbolas, bem como funes lgicas booleanas, que produzem resultados diferentes com base na entrada.

Os experimentos usaram ons dos elementos qumicos clcio, lantnio e neodmio (Ca2+, La3+ e Nd3+), mas h possibilidade de usar muitos outros.

Embora ainda seja apenas uma demonstrao de conceito, a descoberta abre novas possibilidades para programar redes qumicas simples para aplicaes em inteligncia artificial ou para criar materiais inteligentes, que possam responder a alteraes ambientais ou reagir a condies predeterminadas.

“Demonstramos que esse tipo de controle permite ajustar a cintica na rede, alterando assim a natureza do feedback positivo. As simulaes e experimentos revelam que uma entrada com um ou mais ons metlicos permite sadas temporais e dependentes do histrico que podem ser mapeadas em uma variedade de funes matemticas,” concluiu a equipe.

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