Neuronas artificiales podrían revolucionar el procesamiento de grandes volúmenes de datos

El cerebro artificial está cada vez más cerca. Científicos de los laboratorios de IBM Research, en Zurich, desarrollaron con éxito las primeras neuronas artificiales de escala nanométrica que fue construida a partir de los cristales que se usan en los discos regrabables.

Concretamente, la compañía creó 500 unidades capaces de procesar distintas señales, gracias a una tecnología de cambio de fase, que imita el funcionamiento del cerebro humano.

Un paso más allá para los proyectos de Inteligencia Artificial, que ya están en marcha y que prometen revolucionar y modificar el mundo tal y como lo conocemos en la actualidad.

Imitando al cerebro humano

Estas neuronas tienen el mismo comportamiento que las neuronas del cerebro humano.

Funcionan mediante la tecnología de cambio de fase. Una tecnología que se caracteriza por almacenar datos de forma no volátil (los datos no desaparecen al apagar el dispositivo) y que actúa de una forma muy parecida a como lo hace nuestro cerebro orgánico.

Sin embargo, el reto del invento consistía en combinar nanoestructuras muy complejas con un consumo energético asequible, materiales estándar y un comportamiento estocástico (es decir, en los cerebros reales, cada neurona es única y va desarrollándose progresivamente. Por eso es importante que el sistema sea aleatorio). De ahí, la importancia de lo que ha conseguido IBM.

Así, estas neuronas artificiales usan cristales de cambio de fase, los mismos que se usan en los discos ópticos regrabables para almacenar y modificar los datos que están guardados; en estos discos se usa un láser para cambiar su estado (de amorfo a cristalino y viceversa) usando calor; en las neuronas se usa electricidad para lograr el mismo efecto. Estos cristales funcionan como una suerte de transistor y son los que emulan el funcionamiento de la membrana plasmática de la neurona: enviar y recibir impulsos eléctricos.

Como sus contrapartes orgánicas, la neuronas artificiales tienen entradas de datos (dendritas), salidas (axones) y un núcleo, para comunicarse con otras; IBM creó 500 y las vinculó unas a otras.

¿Para qué sirven?

Como las neuronas convencionales, la reacción de las neuronas artificiales funciona dependiendo de una acumulación de energía; en la computación neuromórfica, las neuronas (las artificiales y las orgánicas) se comportan como un acumulador, explica Manuel Le Gallo, uno de los investigadores del laboratorio suizo de IBM: "si le envías impulsos eléctricos a la neurona, los va integrando. Dependiendo de la cantidad de impulsos y su fuerza, la membrana terminará alcanzando un umbral, y la neurona hará un 'disparo'. Se puede usar esa acumulación para tareas computacionales sorprendentemente complejas".

Además —explica Le Gallo— a diferencia de lo que sucede en una computadora convencional, en una red neuronal el procesamiento de la información y su almacenamiento son la misma cosa. "No tienes que establecer una comunicación entre la parte de lógica y la memoria, sólo tienes que hacer las conexiones apropiadas entre las diferentes neuronas. Esa es la razón principal por la que creemos que nuestro acercamiento será más eficiente, sobre todo para procesar grandes cantidades de datos".