Processador biológico-eletrônico usa células cerebrais vivas para computação




Processador biológico-eletrônico usa células cerebrais vivas para computação



Computação com neurônios vivos


Rumo à computação neuromórfica, o mais comum é tentar imitar o cérebro humano usando semicondutores que funcionam de modo parecido com as sinapses e os neurônios, como os memoristores.


Contudo, Kumar Mritunjay e seus colegas da Universidade de Princeton, nos EUA, queriam algo "mais biológico", por assim dizer.


A equipe então combinou neurônios biológicos vivos e componentes avançados de eletrônica para criar um único dispositivo 3D integrado que permite controlar eletricamente neurônios individuais, como se eles fossem transistores. Como os neurônios formam redes interligadas naturalmente, isso significa que é possível programar o dispositivo para tarefas computacionais, incluindo reconhecer padrões, uma técnica padrão de IA.


As demonstrações anteriores de usar células cerebrais para realizar cálculos dependiam de culturas 2D feitas em placas de Petri ou de aglomerados 3D que eram sondados e monitorados externamente.


Aqui a abordagem é diferente, funcionando de dentro para fora.


Utilizando técnicas de fabricação experimentais, a equipe criou uma malha 3D composta por fios metálicos microscópicos e eletrodos, sustentada por uma fina camada de epóxi. Devido à sua extrema finura, essa camada possui a flexibilidade ideal para interagir com os neurônios que crescem ao seu redor. Essa malha serve como um andaime, sobre o qual cresceram dezenas de milhares de neurônios, formando uma vasta rede 3D capaz de realizar cálculos computacionais diretamente. Os resultados são lidos diretamente das células biológicas.


Computação com neurônios vivos


Rumo à computação neuromórfica, o mais comum é tentar imitar o cérebro humano usando semicondutores que funcionam de modo parecido com as sinapses e os neurônios, como os memoristores.


Contudo, Kumar Mritunjay e seus colegas da Universidade de Princeton, nos EUA, queriam algo "mais biológico", por assim dizer.


A equipe então combinou neurônios biológicos vivos e componentes avançados de eletrônica para criar um único dispositivo 3D integrado que permite controlar eletricamente neurônios individuais, como se eles fossem transistores. Como os neurônios formam redes interligadas naturalmente, isso significa que é possível programar o dispositivo para tarefas computacionais, incluindo reconhecer padrões, uma técnica padrão de IA.


As demonstrações anteriores de usar células cerebrais para realizar cálculos dependiam de culturas 2D feitas em placas de Petri ou de aglomerados 3D que eram sondados e monitorados externamente.


Aqui a abordagem é diferente, funcionando de dentro para fora.


Utilizando técnicas de fabricação experimentais, a equipe criou uma malha 3D composta por fios metálicos microscópicos e eletrodos, sustentada por uma fina camada de epóxi. Devido à sua extrema finura, essa camada possui a flexibilidade ideal para interagir com os neurônios que crescem ao seu redor. Essa malha serve como um andaime, sobre o qual cresceram dezenas de milhares de neurônios, formando uma vasta rede 3D capaz de realizar cálculos computacionais diretamente. Os resultados são lidos diretamente das células biológicas.