martes, 23 de julio de 2013

Microchips que imitan el procesamiento cerebral

 

 
7/23/2013 06:03:00 p.m.
Referencia: ScienceDaily.com, 22 de julio 2013

Los nuevos microchips imitan el procesamiento de información del cerebro en tiempo real. Los investigadores neuroinformáticos de la Universidad de Zurich y la ETH Zurich, junto con colegas de la UE y EE.UU., demuestran que la complejidad de las habilidades cognitivas pueden ser incorporadas a los sistemas electrónicos llevados a cabo con los denominados chips neuromórficos: Muestran cómo al ensamblar y configurar estos sistemas electrónicos funcionan de forma similar a un cerebro real.



Ningún ordenador funciona tan eficientemente como el cerebro humano, tanto es así que la construcción de un cerebro artificial es la meta de muchos científicos. Los investigadores neuroinformáticos de la Universidad de Zurich y ETH Zurich, han conseguido un gran avance en esta dirección en la comprensión de cómo configurar los llamados chips neuromórficos para que puedan imitar las habilidades de procesamiento de información del cerebro en tiempo real. Lo demostraron mediante la construcción de un sistema de procesamiento sensorial artificial que exhibe capacidades cognitivas.

Nuevo enfoque: Imitar las neuronas biológicas

La mayoría de los enfoques de la neuroinformática están limitados al desarrollo de modelos de redes neuronales en los ordenadores convencionales o al objetivo de simular redes nerviosas complejas en superordenadores. Pocos persiguen el enfoque de los investigadores Zurich, que no es otra cosa que desarrollar circuitos electrónicos comparables a un cerebro real en términos de tamaño, velocidad y consumo de energía. "Nuestro objetivo es emular las propiedades de las neuronas y las sinapsis biológicas directamente en los microchips", explica Giacomo Indiveri, profesor en el Instituto de Neuroinformática (INI) de la Universidad de Zurich y el ETH Zurich.

El principal reto fue configurar las redes artificiales, es decir, las neuronas neuromórficas, de tal forma que puedan realizar tareas particulares, cosa que han logrado hacer. Desarrollaron un sistema neuromórfico que puede llevar a cabo tareas complejas sensoriomotoras en tiempo real. Demostrando con ello que una tarea requiere de memoria a corto plazo y depende del contexto de toma de decisiones, rasgos típicos necesarios para los tests cognitivos. De este modo, el equipo del INI combinó las neuronas neuromórficas en redes que implementaban módulos de procesamiento neuronal equivalentes a las denominadas "máquinas de estado finito", un concepto matemático que describe los procesos lógicos o programas computerizados. El comportamiento puede ser formulado como una "máquina de estado finito" y, por tanto, transferido al hardware neuromórfico de una manera automatizada. "Los patrones de conectividad de red se parecen mucho a las estructuras que se encuentran también en los cerebros de los mamíferos", apunta Indiveri.

Los chips se pueden configurar para cualquier modo de comportamiento

Así pues, los científicos demuestran por primera vez cómo funciona un sistema de procesamiento neural en un hardware a tiempo real, donde el usuario dicta el comportamiento que puede ser construido. "Gracias a nuestro método, los chips neuromórficos se pueden configurar para una gran variedad de modos de comportamiento. Nuestros resultados son fundamentales en el desarrollo de nuevas tecnologías de inspiración cerebral" declara Indiveri. Una aplicación, por ejemplo, podría combinar los chips con componentes neuromórficos sensoriales, como puede ser una retina artificial, para crear sistemas cognitivos complejos que interactúan con el entorno en tiempo real.


- Imagen: Símbolo cerebral en un chip. Crédito: © Nikolai Sorokin / Fotolia.
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