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Postado por em 09.09.2016 às 17:00 0
Evoluindo o sistema de circuitos eletrônicos

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Evoluindo o sistema de circuitos eletrônicos

Os circuitos eletrônicos, aquelas placas que há dentro de aparelhos, como computadores e celulares, poderão ser substituídos apenas por um pedaço de material “treinado” para executar tarefas computacionais. Esse é o tema de uma pesquisa desenvolvida na Universidade de Durham, no Reino Unido, em colaboração com o Instituto de Física de São Carlos (IFSC/USP), onde nanotubos de carbono foram treinados para substituir as centenas de componentes discretos (transistores, resistores, capacitores, diodos etc.) que compõem a arquitetura dos circuitos eletrônicos. Os nanotubos de carbono são nanomateriais de estruturas cilíndricas tão finas que só as enxergamos através de microscópio.

Esses nanomateriais foram inseridos em uma base de cristais líquidos e receberam estímulos elétricos para serem treinados, alterando essencialmente sua morfologia e suas propriedades elétricas. O treinamento desses nanotubos foi realizado através de algoritmos evolutivos, que são baseados na biologia evolutiva (mutação, seleção natural etc.) para encontrar soluções em problemas computacionais de otimização e busca. Como resultado dessa pesquisa, a rede treinada de nanotubos mostrou-se capaz de realizar uma determinada tarefa computacional de classificação.

Esse tipo de treinamento de materiais, feito através de um algoritmo evolutivo, é conhecido como evolution-in-materio (EIM), termo introduzido pelo pesquisador Julian Miller da Universidade de Iorque (Reino Unido), que se refere à manipulação de materiais através de algoritmos computacionais. Em parceria com o ex-pesquisador do IFSC/USP, Dr. Diogo Volpati, os cientistas britânicos obtiveram resultados que provam a ligação entre alterações das propriedades físicas de nanomateriais e sua evolução como dispositivos capazes de realizar tarefas computacionais, como proposto inicialmente por Miller.

Os circuitos eletrônicos atuais são populares por permitirem a realização tanto de tarefas computacionais simples como daquelas mais complexas. Propor a substituição dessas placas de computadores por nanomateriais treinados ainda é prematuro. Entretanto, aplicações simples como processamento de sinais analógicos é uma realidade. Além disso, os pesquisadores afirmam que em curto prazo os nanotubos de carbono também poderão substituir substâncias biológicas que hoje são utilizadas em experimentos de treinamento evolutivo na área de EIM.

Prof. Dr. Osvaldo Novais de Oliveira Junior, do Grupo de Polímeros “Bernhard Gross” do IFSC/USP

Para o Prof. Dr. Osvaldo Novais de Oliveira Junior, do Grupo de Polímeros “Bernhard Gross” do IFSC/USP, esta pesquisa pode resultar numa revolução na maneira de se construir circuitos eletrônicos. “Eles demonstraram ser possível obter um hardware [unidade central de processamento de computadores] feito de um material evolutivamente treinado para realizar diferentes tarefas”, destaca ele.

Este projeto foi desenvolvido no âmbito da Nascence*, uma rede de pesquisa em computação não-convencional criada na União Europeia, com o objetivo de modelar, compreender e explorar o comportamento evolutivo de nanosistemas, para a construção de dispositivos de processamento de informação, sem a necessidade de reproduzir componentes individuais. O projeto contou com a colaboração do Dr. Diogo Volpati durante seu pós-doutoramento na Universidade de Durham em 2014, com o Prof. Dr. Mike C. Petty, que coordena a Escola de Ciências da Computação da citada instituição.

Em agosto último, um artigo relatando a pesquisa em questão foi publicado na Scientific Reports, daNature. Para acessá-lo na íntegra, clique AQUI.

*NAnoSCale Engineering for Novel Computation using Evolution.

A pesquisa descrita nesta matéria de divulgação pode se encontrar em fase inicial de desenvolvimento. A eventualidade de sua aplicação para uso humano, animal, agrícola ou correlatas deverá ser previamente avaliada e receber aprovação oficial dos órgãos federais e estaduais competentes. A responsabilidade pelas informações contidas na reportagem é de inteira responsabilidade do pesquisador responsável pelo estudo, que foram devidamente conferidas pelo mesmo, após editadas por jornalista responsável devidamente identificado, não implicando, por isso, em responsabilidade da instituição.

Fonte: IFSC / USP


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