Investigadores da IBM estão a desenvolver uma nova geração de chips de computador experimentais desenhados para emular as capacidades do cérebro de percepção, acção e cognição.
Partindo dos conceitos tradicionais de desenhar e construir computadores, os primeiros chips neurosinápticos da IBM recriam o fenómeno entre os neurónios e as sinapses em sistemas biológicos, como o cérebro, através de algoritmos avançados em circuitos de sílica.
Em comunicado, a IBM indica que os dois primeiros protótipos de chip já foram produzidos e estão a ser testados.
Os futuros computadores cognitivos, construídos com este tipo de chips, não serão programados como os computadores tradicionais de hoje. Os computadores cognitivos deverão aprender com a experiência, encontrar correlações, criar hipóteses, recordar e, no futuro, imitar a plasticidade estrutural e sináptica de um cérebro.
A iniciativa de computadores cognitivos da IBM combina os princípios da nanociência, da neurociência e de supercomputação.
A IBM e os seus colaboradores universitários anunciaram que lhes foram atribuídos 21 milhões de dólares (14,5 milhões de euros) de novos fundos pela Agência de Projectos de Investigação Avançada de Defesa (DARPA) para a fase 2 do projecto SyNAPSE.
O objectivo do SyNAPSE é construir um sistema que não só analise informação complexa mas também seja capaz de dinamicamente se renovar a si próprio e interagir com o ambiente envolvente.
«Esta é uma iniciativa importante para ultrapassar o paradigma de von Newmann, que regulou a arquitectura dos computadores por mais de meio século», afirma Dharmendra Modha, líder do projecto na IBM Research, citado no comunicado.
«As futuras aplicações de computação vão pedir crescentemente funcionalidades que não podem ser eficientemente fornecidas pela arquitectura tradicional. Estes chips são outro passo significativo na evolução dos computadores, de calculadoras para sistemas com capacidade de aprendizagem, sinalizando o início de uma nova geração de computadores e das suas aplicações nas empresas, na ciência e nos governos», observa Modha.
Os chips cognitivos em teste pela IBM não contêm elementos biológicos, mas usam circuitos de sílica inspirados na neurobiologia para construir o que os investigadores chamam um centro neurosináptico integrando memória (sinapses replicadas), computação (neurónios replicados) e comunicação (axónios replicados).
Os dois chips protótipos foram produzidos com tecnologia de 45 nanometros e contêm 256 «neurónios». Um dos protótipos contém 262 144 sinapses programáveis e o outro contém 65 536 sinapses de aprendizagem.
A IBM salienta que o seu objectivo de longo prazo é construir um sistema de chips com 10 mil milhões de neurónios e 100 biliões (milhões de milhões) de sinapses que consuma apenas 1 kilowatt de energia e ocupe menos de 2 decímetros cúbicos de volume.
Acrescenta que os chips do futuro poderão absorver informação de ambientes complexos do mundo real, processá-la e actuar através de múltiplos modos.
Exemplifica que um sistema cognitivo de monitorização da água mundial pode incluir uma rede de sensores que constantemente registem e reportem dados como temperaturas, pressão, altura das ondas dos mares e oceanos, ruídos e marés, permitindo fazer, por exemplo, alerta de tsunamis em curso.
A IBM salienta que a fase 2 do projecto SyNAPSE conta com uma equipa que inclui as universidades de Columbia, de Cornell, da Califórnia (Merced) e de Wisconsin (Madison).