Cérebro de micro-ondas: cientistas criam chips mentais que se comunicam com IA

Cientistas da Cornell University, nos Estados Unidos, desenvolveram um microchip de baixo consumo de energia que consegue realizar tarefas de inteligência artificial utilizando a física dos micro-ondas. Apelidado de “cérebro de micro-ondas”, o chip é a primeira rede neural de micro-ondas integrada a um microchip e consegue processar sinais de dados rapidamente e realizar comunicação sem fio simultaneamente. A seguir, entenda melhor  como essa tecnologia funciona:

Por que o chip é chamado de “cérebro de micro-ondas”?

Cérebro de micro-ondas é uma nomenclatura um tanto quanto estranha para um chip, não é mesmo?! Mas quando entendemos o funcionamento do dispositivo, esse nome passa a fazer total sentido. Acontece que esse microchip, pequeno o suficiente para ser implementado em um smartwatch, possui um processador que utiliza a física dos micro-ondas para computar informações.

Além disso, desde o início, o chip foi projetado para atuar como uma rede neural, um sistema computacional neuromórfico, ou seja, inspirado no funcionamento do cérebro humano. Essa abordagem também é conhecida como  inteligência artificial em hardware. É  por essa razão que o chip é chamado cérebro de micro-ondas.

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Entenda como o chip funciona

Diferente dos processadores digitais, em que os dados são enviados de forma sequencial, o processador do novo chip utiliza caminhos físicos por onde sinais de micro-ondas se propagam e interagem. Isso permite processar fluxos de dados em velocidade gigahertz, que são muito mais rápidos que a maioria dos chips digitais.

O chip cérebro de micro-ondas, ao invés de trabalhar com portas lógicas de forma sequencial, utiliza caminhos físicos por onde os sinais de micro-ondas se propagam e interagem. Cada guia de onda funciona como se fosse um neurônio, que extrai e transforma características dos dados no domínio analógico, antes de uma conversão digital. Como consequência, esse processamento analógico reduz a necessidade de memória, elimina cálculos repetitivos e torna o processo mais eficiente.

Após a realização de alguns, foi constatado que o protótipo conseguiu alcançar uma precisão de 88% em múltiplas tarefas de classificação envolvendo tipos de sinais sem fio, um desempenho semelhante a modelos digitais mais complexos.

Qual é o diferencial do “cérebro de micro-ondas”?

O grande diferencial do “cérebro de micro-ondas” dos outros chips está no uso da física dos micro-ondas para o processamento e transmissão de informações, que reduz o consumo energético para 200 miliwatts, um valor muito menor aos de redes neurais digitais convencionais.

Isso só é possível devido a substituição dos ciclos de clock tradicionais por guias de ondas ajustáveis, que modulam amplitude, fase e frequência dos sinais. Dessa forma, o chip consegue reconhecer padrões em tempo real, sem depender de ciclos rígidos cronometrados por um relógio.

O resultado da pesquisa demonstra o potencial tecnológico do chip para implementações em monitoramento de tráfego de rádio, rastreamento por radar, detecção de anomalias e decodificação de sinais em ambientes congestionados. Para o futuro, os pesquisadores esperam que essa tecnologia possa ser incorporada a dispositivos de uso pessoal, como celulares e relógios, com objetivo de tornar aparelhos mais rápidos e inteligentes sem depender tanto da nuvem.