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Um implante para conectar o cérebro a um computador

02.08.2020

Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Michigan desenvolveu um novo implante cerebral de muito baixa potência. Os cientistas dizem que seu design é até 90% mais eficiente em termos energéticos do que os similares. Os especialistas conseguiram não apenas reduzir os requisitos de alimentação do implante, como também o tornaram muito preciso no cálculo dos sinais elétricos do cérebro transmitidos pelos neurônios.

A descoberta pode levar a implantes cerebrais de longo prazo que podem ser usados para tratar doenças neurológicas, controlar membros robóticos artificiais e outros eletrônicos.

De acordo com especialistas da Universidade de Michigan, hoje é necessário um computador, geralmente maior que uma pessoa, para interpretar com precisão os sinais cerebrais e usá-los. Esta máquina consome muita eletricidade. Reduzir os requisitos de fornecimento de energia "por uma ordem de grandeza" abrirá as portas para o desenvolvimento de interfaces cérebro-máquina compactas.

Para poder prever funções motoras complexas com base na atividade neural, por exemplo, pegar um objeto com a mão, agora são usados eletrodos transcutâneos especiais. Eles atuam como um canal direto de transmissão de dados entre o cérebro e o computador. Segundo os cientistas, 100 desses canais podem ser necessários para uma operação eficaz. Ao mesmo tempo, eles devem ser capazes de transmitir até 20 mil sinais elétricos do cérebro por segundo. O cumprimento dessas condições pode devolver a uma pessoa a capacidade de controlar sua mão paralisada ou mesmo, por exemplo, sentir através de um implante artificial o quão macio ou duro é o objeto que está segurando.

O problema é que essa abordagem não é segura porque traz riscos de infecção quando os eletrodos são integrados ao cérebro. Além disso, não é muito prático fora dos laboratórios de pesquisa. Felizmente, a ciência não para e os cientistas já desenvolveram implantes sem fio baseados em circuitos integrados que podem ler e transmitir cerca de 16 sinais elétricos cerebrais por segundo. Mas isso está abaixo do limite exigido da eficiência necessária.

A vantagem do desenvolvimento dos pesquisadores da Universidade de Michigan é que sua tecnologia é capaz de comprimir os sinais transmitidos pelo cérebro. Os cientistas concentraram sua atenção nos sinais de pico dos neurônios que cruzavam um certo limite de energia. Isso possibilitou reduzir a quantidade de dados que o computador precisa processar e, ao mesmo tempo, prever o próximo disparo de neurônios.

Experimentos mostraram que, comparado aos implantes percutâneos, o novo sistema tem exatamente o mesmo nível de precisão, mas requer apenas 1/10 do volume total de sinais elétricos para ser processado. Em outras palavras, ao processar apenas 2000 sinais cerebrais, os pesquisadores conseguiram alcançar a mesma precisão que o processamento de 20 sinais. Os cientistas estão confiantes de que esta descoberta um dia mudará a medicina.

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O supercomputador Summit mais rápido do mundo 13.06.2018

Desde 2013, o computador mais rápido do mundo pertence à China, em 2016 a palma passou para a Suíça e agora os Estados Unidos assumiram o controle.

Summit está localizado no Oak Ridge National Laboratory. Ele é capaz de fazer cerca de 200 quadrilhões de cálculos por segundo, o que é um milhão de vezes mais rápido que um computador doméstico comum e duas vezes mais rápido que o recordista anterior nessa área. Emprega cerca de 37000 processadores e ocupa a área de duas quadras de tênis.

Mas o mais interessante do Summit é o propósito de sua criação. O computador é voltado especificamente para o funcionamento da inteligência artificial, possui 28000 GPUs otimizadas para algoritmos de aprendizado de máquina.

Com os recursos que o Summit oferece, os pesquisadores podem aplicar aprendizado de máquina a problemas de astronomia, química e biologia. Por exemplo, o Summit pode analisar imagens de telescópios para procurar objetos sob demanda ou analisar DNA complexo para reconhecer a estrutura das proteínas.

Além disso, o objetivo dos Estados Unidos, China e vários países da UE é criar um computador capaz de realizar um quintilhões de cálculos por segundo, ou seja, deve ser cinco vezes mais poderoso que o Summit. Nos Estados Unidos, essas esperanças são depositadas no computador Aurora, cuja conclusão está prevista para 2021.

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