Imprimen chips de computación flexibles, ultraveloces y degradables inspirados en el cerebro humano
CIENCIAS COMPUTACIONALES.
Nuestro cerebro opera como una supercomputadora increíblemente potente consumiendo aproximadamente la misma energía eléctrica que una bombilla de 20 vatios de un refrigerador; esto es posible gracias a que sus miles de millones de neuronas procesan y almacenan recuerdos en un mismo espacio físico.
En cambio, los ordenadores modernos consumen enormes cantidades de electricidad al transferir datos continuamente entre unidades de procesamiento y unidades de memoria separadas a través de la placa base.
Este conjunto flexible de 10 × 10 sinapsis artificiales está impreso sobre un sustrato de poliimina mediante un proceso que usa tinta líquida a temperatura ambiente, tiene un alto rendimiento de computación neuromórfica que incluye una gran velocidad y puede disolverse por completo tras un tratamiento de seis minutos. Foto: Jie Tang, Yanqiu Sun, Jianlong Shao, Shijie Chen, Cheng Zhang, Yiming Liu, Qifeng Lu, Tong Tong, Chen Cao, Fangchao Li, Xinli Cheng, Shiqing Zhao, Qianfeng Gu, Chunlan Ma, Qichun Zhang y Yang Li. CC BY-NC.
Si bien se trabaja en intentar solucionar este cuello de botella en la transferencia de datos creando sinapsis artificiales a partir de silicio y varios metales, estos chips requieren salas blancas de fabricación que consumen mucha energía y, a la larga, contribuyen a los millones de toneladas de residuos electrónicos no reciclables que se desechan cada año.
Ahora, un equipo integrado, entre otros, por Yang Li y Jie Tang, de la Universidad de Ciencia y Tecnología en Suzhou, China, ha desarrollado una sinapsis artificial flexible y ultrarrápida, impresa totalmente a partir de tintas líquidas a temperatura ambiente, y capaz de disolverse a voluntad en seis minutos. Este logro demuestra que el hardware de alto rendimiento inspirado en el cerebro no requiere usar cámaras de vacío extremo, no necesita metales raros ni genera residuos electrónicos permanentes.
Para evaluar el desempeño de este nuevo hardware en tareas informáticas reales, el equipo imprimió un conjunto de 10 × 10 de estas sinapsis sobre una lámina de plástico flexible de poliimina y lo sometió a pruebas estándar de reconocimiento de dígitos manuscritos. El hardware impreso identificó correctamente los dígitos con una precisión del 97,23%, acercándose mucho al límite teórico del 99,24% que alcanza el software estándar en ordenadores convencionales.
Las capas orgánicas flexibles siguieron funcionando incluso después de doblar la lámina 200 veces consecutivas siguiendo una curva cerrada de 5 milímetros. Una vez que el dispositivo llega al final de su vida útil y ya no se le necesita más, basta con sumergirlo en una solución química especial, a una temperatura tibia, para descomponer la base polimérica y la estructura en monómeros solubles en apenas seis minutos, dejando únicamente un residuo inerte mínimo.
En cuanto a la fabricación, estos chips inspirados en el cerebro pueden ser producidos a escala industrial utilizando técnicas convencionales de recubrimiento por pulverización e impresoras de chorro de tinta, prescindiendo así de las infraestructuras al vacío multimillonarias que requieren las fábricas tradicionales de semiconductores.
Yang Li, Jie Tang y sus colegas exponen los detalles técnicos de sus nuevos chips en la revista académica International Journal of Extreme Manufacturing, bajo el título “All-solution-processable hydrogen-bonded organic framework artificial synapse for neuromorphic application”.
Por: Redacción.
Sitio Fuente: NCYT de Amazings