Cornell Revela o Primeiro “Cérebro de Micro-Ondas” do Mundo com uma Forma Única de Computação
Créditos da imagem: O cérebro de micro-ondas Cornell em um chip Universidade Cornell
Cientistas da Universidade Cornell criaram um chip eletrônico que chamam de “cérebro de micro-ondas”. Ao contrário dos chips digitais tradicionais, este chip analógico pode processar dados ultrarrápidos e sinais de comunicação sem fio simultaneamente.
Embora geralmente pensemos em computadores como digitais, este é apenas um tipo de computação. Ao longo da história e até hoje, muitos dispositivos que se qualificam como computadores operam usando princípios analógicos.
Computadores Digitais vs. Analógicos: Compreendendo a Diferença
Os computadores modernos são digitais, utilizando interruptores liga/desliga em circuitos lógicos para processar dados binários. Em contraste, os computadores analógicos modelam sistemas reais ou abstratos para realizar cálculos.
Um computador analógico clássico é um relógio mecânico, que marca o tempo por meio de molas, engrenagens e um escapamento. Outros exemplos incluem réguas de cálculo, velocímetros e termômetros de mola ou de líquido.
No passado, computadores analógicos avançados resolviam equações complexas com hastes e cames ou simulavam economias usando fluxos de líquidos entre reservatórios. Um modelo de 1947 foi projetado para ser montado a partir de um conjunto Meccano por aspirantes a engenheiros. Notavelmente, não faz muito tempo que muitos computadores eletrônicos dependiam de circuitos analógicos com potenciômetros e voltímetros para realizar cálculos.
Com os computadores digitais dominando a atualidade, por que revisitar os projetos analógicos? Os circuitos analógicos oferecem diversas vantagens: são muito mais simples que os digitais, podem ignorar muitas etapas que os computadores digitais exigem para resolver problemas e operam muito mais rápido, pois podem executar tarefas em paralelo. Eles também consomem menos energia, são excelentes em lidar com sistemas complexos ou em constante mudança graças à sua dependência do comportamento físico e — ao contrário dos sistemas digitais restritos a números discretos — podem processar dados em uma faixa quase ilimitada de valores.
Imitando Redes Neurais com Tecnologia Analógica
A Cornell está desenvolvendo seu “cérebro de micro-ondas”, anunciado como o primeiro microchip de silício totalmente integrado a atuar como uma verdadeira rede neural de micro-ondas. Ao substituir a lógica digital pela física analógica das micro-ondas, o chip pode emular a maneira como os neurônios humanos reconhecem padrões e aprendem, agilizando o processamento de sinais ao eliminar muitas etapas que os computadores digitais normalmente precisam.
O chip consegue isso consumindo muito pouca energia — cerca de 200 miliwatts para operar a dezenas de gigahertz. Testes também mostraram que ele pode classificar os tipos de sinais sem fio com 88% de precisão.
Seu tamanho compacto sugere que ele poderia ser integrado a dispositivos como smartwatches e smartphones, fornecendo recursos de IA sem depender de servidores em nuvem. Além disso, a tecnologia tem aplicações potenciais para aprimorar a segurança de hardware, detectar anomalias em comunicações sem fio e aprimorar o rastreamento por radar e a decodificação de sinais de rádio.
“Em sistemas digitais convencionais, a crescente complexidade das tarefas exige mais circuitos, maior potência e correção de erros adicional para manter a precisão”, explicou o líder da pesquisa, Bal Govind. “Nossa abordagem probabilística, no entanto, nos permite alcançar alta precisão em cálculos simples e complexos sem esse fardo extra.”
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