Chip neuromórfico optoeletrônico imita sistema visual humano

Eletr?nica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 05/03/2025

Vis?o artificial

Pesquisadores apresentaram o primeiro prot?tipo de sistema de vis?o artificial que realmente consegue imitar aspectos chave da vis?o humana.

O chip n?o apenas replica as redes neurais do sistema visual humano, mas tamb?m oferece desempenho sin?ptico optoeletr?nico excepcional, preparando o cen?rio para sistemas visuais artificiais mais eficientes e integrados.

O sistema visual humano processa dados visuais complexos de forma eficiente por meio de uma rede interconectada que permite o processamento paralelo. No entanto, imitar isso trope?a em v?rias dificuldades, incluindo a complexidade dos circuitos, o alto consumo de energia e dificuldades na miniaturiza??o.

A maioria desses problemas decorre da separa??o entre os sensores e as unidades de processamento, dificultando a cria??o de uma capacidade de processar informa??es em paralelo.

Fanqing Zhang e colegas do Instituto de Tecnologia de Pequim, na China, apresentaram agora uma solu??o mais integrada e eficiente, permitindo um processamento em tempo real em um dispositivo miniaturizado, baseado na fam?lia de semicondutores conhecida como molibdenita (MoS₂).

Neurom?rfico e optoeletr?nico

O prot?tipo, formado por uma matriz de 28 x 28 transistores de porta flutuante, combinados com nanopart?culas de ouro, que funcionam como camadas de captura de el?trons, alcan?ou desempenho optoeletr?nico est?vel e uniforme, simulando comportamentos sin?pticos importantes, como a corrente p?s-sin?ptica excitat?ria e a facilita??o de pulso pareado.

O mais importante, contudo, ? que o chip experimental ? capaz de armazenar e processar os dados de imagem, mostrando seu potencial para processamento ?ptico de dados. Al?m disso, a capacidade de ajustar a intensidade da luz e a precis?o do reconhecimento representam um novo m?todo para otimizar o desempenho do sistema em condi??es vari?veis de ilumina??o.

A capacidade de processar simultaneamente sinais optoeletr?nicos e ajustar pesos sin?pticos por meio de sinais de luz demonstrou a que veio, com resultados impressionantes, como uma precis?o de 96,5% no reconhecimento de d?gitos manuscritos.

"Nossos resultados oferecem um caminho vi?vel em dire??o ? integra??o em larga escala de sistemas neurom?rficos visuais artificiais. O desempenho do conjunto sin?ptico baseado em MoS₂ representa um grande passo em dire??o a aplica??es pr?ticas, desde simula??es em n?vel de dispositivo at? a integra??o em todo o sistema," disse o professor Jing Zhao.

Os avan?os em redes neurais sin?pticas artificiais apresentam in?meras vantagens, incluindo uma alta integra??o, com a diminui??o do tamanho das c?meras, uniformidade de funcionamento e a t?o esperada capacidade de processamento paralelo.

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