Chips Neuromórficos, avance en una nueva era


El microchip representa la base fundamental de la tecnología moderna. Está presente en el cerebro de computadoras, tablets y celulares, pero también dentro de electrodomésticos, cámaras, e incluso automóviles. Generalmente el circuito integrado está cubierto por cerámica y metal. Pero si vemos dentro de cada uno de estos diminutos dispositivos, hay un mundo de caminos extremadamente pequeños que se bloquean o liberan para indicar ceros y unos. Esto es lo que permite que se realicen millones de cálculos, a través de impulsos eléctricos que recorren los transistores (los cuales son semiconductores que emiten una señal en respuesta a otra señal previa). Cuantos más transistores tenga, mas poder de procesamiento va a permitir. Esta fabricación se hace con una máquina de fotolitografía, sobre una superficie de silicio que tiene que tener una pureza de más del 99%. La máquina es capaz de imprimir millones de transistores por hora, antes que se cubra toda la superficie con un material sensible a la luz. Con respecto al funcionamiento químico, es el mismo de un viejo rollo fotográfico. Parte del proceso se hace en un cuarto oscuro. Teniendo en cuenta los avances, y que dichas máquinas quedarán obsoletas en pocos años, ya se trabajan en nuevas máquinas que permitan reducir el tamaño de cada transistor, donde un gramo de polvo puede afectar gravemente todo. Se requieren altos estándares de limpieza en las plantas donde se ubican dichas maquinarias. El aire se renueva cada 2 minutos, haciendo que la limpieza en la sala sea 10.000 veces superior al exterior. El nuevo desafío para los ingenieros, es redefinir la forma del láser que imprime los transistores. La respuesta llegó a través del agua, descubrieron que el láser usado a través del agua, la misma funciona como una lupa haciendo más filoso el haz de luz, esto permitiría crear transistores 5 veces más pequeños que la bacteria más pequeña del mundo. El grafeno reemplazará al silicio en los próximos años. Esto requiere de muchísimo esfuerzo, preparar tan solo una prueba requiere de 3 meses de trabajo.

¿Qué se quiere lograr con esto? Muchas cosas, desde que smartphones y tablets piensen como humanos básicamente.

El memristor podría ser la clave para la producción de redes neuronales artificiales capaces de procesar e interpretar todo tipo de información visual y auditiva, emulando el funcionamiento lógico del cerebro. Un circuito electrónico llamado memristor podría ser la clave para producir una nueva generación de chips neuromórficos, capaces de imitar el funcionamiento de un cerebro biológico y permitir que tablets o smartphones puedan pensar como humanos. En principio se trata de un circuito de memoria analógico diseñado para aprender sencillos patrones emulando el funcionamiento lógico de un cerebro, pero que en una versión mejorada y más compleja podrían lograr que los ordenadores interpreten y aprendan de forma autónoma con cada estímulo visual o auditivo de su entorno.

¿Cuándo se dio el origen del memristor? Dicho acontecimiento se remonta a 1971, cuando el profesor de electrónica Leon Chua, de la Universidad de California, predijo su funcionamiento de manera matemática. Sin embargo, no fue hasta el año 2008, cuando se puso en práctica esto, con el desarrollo del primer prototipo de este circuito electrónico, por parte de investigadores de Hewlett-Packard.

Debemos mencionar que ya se había intentado crear redes neuronales artificiales inspiradas en cerebros biológicos, IBM durante cierto tiempo intentó comercializar una versión preliminar de estos chips. Pero, los transistores de silicio y los circuitos digitales de los ordenadores convencionales no son compatibles con el funcionamiento simplificado de la sinapsis de un cerebro humano.

Con el desarrollo de la tecnología de los memristores se podría simplificar el proceso de diseño de estas redes neuronales artificiales, ya que cada uno de estos circuitos de memoria puede representar hasta un centenar de sinapsis biológicas. Un aspecto que podría asegurar el desarrollo técnico-económico con chips neuromórficos de bajo coste, capaces de procesar e interpretar todo tipo de información visual, auditiva, etc.

En todo esto debemos ver la importancia del aprendizaje, como concepto clave a analizar, ya que el aprendizaje sabemos que es continuo, y dicha temática se incluye en esa categoría. El chip neuromórfico, se creó en base a un proceso de aprendizaje, con pruebas y errores, se fue perfeccionando, y cada conocimiento se dio de manera acumulativa, hasta lograr crear este artefacto tan diminuto y maravilloso. Los mismos avances vuelven obsoletas viejas tecnologías, el avance mismo de la humanidad exige nuevas herramientas, incluso nuevas tendencias. Las personas van quedando relegadas a un segundo plano, donde las máquinas cada día van ganando terreno, y aunque parezca que estás segundas siempre requerirán de la mano del hombre, eso no será así por siempre.  Ya vemos como ciertas maquinarias en cualquier ámbito social reemplazan las viejas labores humanas, de decenas de hombres, incluso en centenares. Podemos ver la temática de una red, si lo pensamos a nivel empresa, conectada por medio de nodos, tiene mucha relación con lo explicado anteriormente en dicho posteo. Podemos decir que las mismas generan muchas ventajas competitivas, y requieren desde una fuerte actitud, una estrategia de negocio, un modelo de negocio, división del trabajo entre cada uno de los nodos de la red, un correcto liderazgo para coordinar dicha red,  una organización descentralizada, y obviamente tecnología y un aprendizaje del nuevo entorno. Se requiere de una gran flexibilidad para llevar todo esto adelante. Para finalizar, debemos ver los aspectos positivos de estas nuevas tecnologías, ni soñadas hace no tantos años, creo que si el verdadero fin es ayudar a la humanidad, su creación es prácticamente obligatoria, y debemos impulsar dicha creación entre todos.

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