Físicos criaram um dispositivo que consegue “esquecer” memórias

O cérebro é a melhor máquina de computação, por isso, não é de admirar que os cientistas queiram imitá-lo. Agora, uma nova investigação deu um passo intrigante nessa direção: um dispositivo capaz de “esquecer” memórias.

Este novo dispositivo, batizado de “memoristor de segunda ordem” (uma mistura entre “memória” e “resistor”), imita uma sinapse do cérebro humano na forma como este se lembra de informações e depois as perde, de forma gradual, se não forem usadas durante um longo período de tempo, escreve o Science Alert.

Embora este memoristor ainda não tenha um uso prático, pode eventualmente ajudar os cientistas a desenvolver um novo tipo de neurocomputador — a base dos sistemas de Inteligência Artificial — que cumpriria algumas das mesmas funções que um cérebro desempenha.

Num chamado neurocomputador analógico, os componentes eletrónicos no chip (como o memoristor) podem assumir o papel de neurónios e sinapses individuais, o que pode reduzir os requisitos de energia do computador e, ao mesmo tempo, acelerar os cálculos.

Atualmente, os neurocomputadores analógicos são apenas hipotéticos, uma vez que precisamos ainda de descobrir como a eletrónica pode imitar a plasticidade sináptica — a forma como as sinapses cerebrais ativas se fortalecem com o tempo e as inativas ficam mais fracas.

Tentativas anteriores de produzir memoristores usavam pontes condutoras nanométricas, que decairiam com o tempo, da mesma forma que as memórias poderiam decair na nossa mente.

“O problema com essa solução é que o dispositivo tende a mudar o seu comportamento ao longo do tempo e quebra após uma operação prolongada”, explica Anastasia Chouprik, física do Instituto de Física e Tecnologia de Moscovo (MIPT).

Sinapse, à esquerda, versus o memoristor, à direita

“O mecanismo que usamos agora para implementar a plasticidade sináptica é mais robusto. De facto, após mudar o estado do sistema 100 mil milhões de vezes, ainda estava a funcionar normalmente, por isso os meus colegas pararam o teste de resistência”.

Neste caso, a equipa utilizou um material ferroelétrico — óxido de háfnio — em vez das pontes nanométricas, com uma polarização elétrica que muda em resposta a um campo elétrico externo. Isto significa que os estados de baixa e alta resistência podem ser definidos por pulsos elétricos.

O que torna o óxido de háfnio ideal e o coloca à frente de outros materiais ferroelétricos é o facto de já estar a ser usado para construir microchips por empresas como a Intel, fazendo com que seja mais fácil e barato introduzir memoristores quando vier a existir um neurocomputador analógico.

O atual “esquecimento” é implementado através de uma imperfeição que dificulta o desenvolvimento de microprocessadores baseados em háfnio — defeitos na interface entre o silício e o óxido de háfnio. Esses mesmos defeitos permitem que a condutividade do memoristor diminua com o tempo.

É um começo promissor, mas ainda há um longo caminho a percorrer: estas células de memória ainda precisam de ser mais confiáveis, por exemplo, e a equipa também quer investigar como o seu novo dispositivo pode ser incorporado à eletrónica flexível.

Os resultados desta investigação foram publicados na ACS Applied Materials & Interfaces.

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