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ORDENADORES CADA VEZ MAS CERCA DE EMULAR AL CEREBRO HUMANO.


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Los avances tecnológicos están llevando a los ordenadores a un nivel nunca antes visto, donde la emulación del cerebro humano está cada vez más cerca de convertirse en una realidad. Los investigadores están desarrollando supercomputadoras capaces de imitar el comportamiento y la comunicación de las neuronas humanas. Estas máquinas avanzadas, como la denominada DeepSouth, pueden realizar hasta 228 billones de operaciones por segundo, acercándonos a la creación de una inteligencia artificial verdaderamente compleja


la emulación del cerebro humano está cada vez más cerca de convertirse en una realidad. Computación Neuromórfica.
la emulación del cerebro humano está cada vez más cerca de convertirse en una realidad. Computación Neuromórfica.
Una reciente investigación dirigida por científicos de la Universidad de Gotemburgo, Suecia, ha conseguido un hito significativo en la informática: integrar funciones de memoria y cálculo en los mismos componentes informáticos. Estos componentes imitan las redes neuronales del cerebro, destacándose por su eficiencia energética. Este avance promete ser fundamental para el desarrollo de futuros ordenadores y dispositivos móviles que se asemejen más al funcionamiento del cerebro humano.

En la última década, los ordenadores han experimentado grandes avances gracias a la Inteligencia Artificial (IA). Han logrado realizar tareas cognitivas complejas como el reconocimiento de imágenes y el procesamiento del lenguaje natural. Sin embargo, el cerebro humano sigue siendo superior en términos de eficiencia energética y capacidad para manejar procesos complejos.

Por esta razón, uno de los principales objetivos en el campo de la informática es diseñar ordenadores que puedan replicar la eficiencia energética del cerebro humano. Un estudio reciente publicado en Nature Materi als reporta un avance crucial en esta dirección: la combinación de funciones de memoria y cálculo en un único componente. Esta integración no solo mejora la eficiencia energética, sino que también sienta las bases para la creación de tecnologías más avanzadas y sostenibles.
 

Un Nuevo Esquema Revoluciona la Tecnología Informática: Hacia Ordenadores Más Eficientes y Poderosos

En un escenario donde los ordenadores requieren cada vez más potencia para desarrollar tareas complejas, y los dispositivos móviles, drones y satélites necesitan máxima eficiencia en la gestión energética, un avance significativo está abriendo las puertas a una nueva generación de equipos informáticos. Estos equipos, al emular el funcionamiento del cerebro humano, podrían alcanzar una eficiencia energética sin precedentes en el uso de recursos.

Innovación en Memoria y Cálculo Integrados

¿Cómo se logró la integración entre las funciones de memoria y cálculo? Los investigadores lograron esta hazaña combinando dos herramientas esenciales para cálculos avanzados en un único componente: redes de osciladores y memristores. Las redes de osciladores, que son circuitos oscilantes capaces de realizar cálculos, pueden compararse a las neuronas humanas por su funcionamiento. Por otro lado, los memristores no solo pueden realizar cálculos, sino que también disponen de memoria integrada y pueden ser programados, cumpliendo una función similar a las neuronas especializadas en la memoria en el cerebro humano.

Impacto Directo y Potencial en la Tecnología

Los especialistas consideran que este descubrimiento permitirá el desarrollo de tecnologías más rápidas, funcionales y con menor consumo energético en diversas áreas. Un aspecto clave de esta innovación es el reducido tamaño de los componentes: cientos de ellos pueden caber en un espacio equivalente al de una sola bacteria. Esto resulta especialmente útil para su integración en teléfonos móviles y otros dispositivos de dimensiones reducidas, abriendo nuevas posibilidades en el diseño y funcionalidad de la tecnología moderna.

Esta convergencia de eficiencia y miniaturización representa un avance crucial en la informática, acercándonos cada vez más a la creación de dispositivos que emulen el cerebro humano en su capacidad para manejar procesos complejos de manera eficiente y efectiva.
 

Dispositivos Más Avanzados y Eficientes: El Futuro de la Tecnología Móvil

Los científicos han destacado un ejemplo concreto de las ventajas de estos nuevos componentes: los asistentes digitales en teléfonos móviles. Actualmente, asistentes como Siri dependen de servidores externos debido a que los cálculos requeridos consumen grandes cantidades de energía. Sin embargo, con la integración de componentes más eficientes energéticamente, estos cálculos podrían realizarse directamente en el teléfono, haciendo que el funcionamiento sea más rápido y sencillo, y eliminando la necesidad de servidores externos.
 
Ventajas de Componentes Energéticamente Eficientes en Asistentes Digitales

Los científicos han destacado un ejemplo concreto de las ventajas de los nuevos componentes energéticamente eficientes: los asistentes digitales en teléfonos móviles. Hoy en día, asistentes como Siri, Google Assistant y Alexa dependen de servidores externos debido a que los cálculos necesarios para procesar comandos de voz y realizar tareas complejas consumen grandes cantidades de energía. Esta dependencia implica tiempos de respuesta más largos y un mayor consumo de datos.
 
Mejoras en Eficiencia y Velocidad
Con la integración de componentes más eficientes energéticamente, estos cálculos podrían realizarse directamente en el teléfono móvil. Esto tendría varias ventajas significativas:
 
  • Mayor Velocidad de Respuesta: Al eliminar la necesidad de comunicarse con servidores externos, los asistentes digitales podrían procesar comandos mucho más rápido, mejorando la experiencia del usuario.
     
  • Menor Consumo de Datos: Al realizar los cálculos localmente, se reduciría significativamente el uso de datos móviles, lo que sería beneficioso para usuarios con planes de datos limitados.
     
  • Mayor Privacidad: Procesar datos localmente podría mejorar la privacidad del usuario, ya que menos información sería enviada a servidores externos.
     
  • Ahorro Energético: Los componentes energéticamente eficientes ayudarían a prolongar la vida de la batería de los dispositivos móviles, permitiendo un uso más prolongado sin necesidad de recargas frecuentes.
     
Aplicaciones Futuras

Este avance no solo mejoraría los asistentes digitales actuales, sino que también abriría la puerta a nuevas aplicaciones en dispositivos móviles. Con una mayor eficiencia energética, los dispositivos podrían soportar aplicaciones más avanzadas de inteligencia artificial y aprendizaje automático directamente en el dispositivo, sin necesidad de infraestructura de servidor costosa y compleja.

Estos avances están alineados con la tendencia hacia la computación en el borde, donde el procesamiento de datos se realiza lo más cerca posible de la fuente de datos para mejorar la velocidad y la eficiencia. En resumen, la integración de estos componentes energéticamente eficientes promete transformar la forma en que utilizamos los asistentes digitales y otros servicios en dispositivos móviles, haciendo la tecnología más rápida, eficiente y accesible para todos.


Avances en la Computación Neuromórfica

En resumen este aumento en eficiencia energética permitiría que los dispositivos móviles ejecuten más funciones y avancen tecnológicamente. Estos avances están estrechamente relacionados con la computación neuromórfica, un campo que busca imitar las redes neuronales del cerebro humano. La computación neuromórfica aplica nuevos algoritmos que reproducen las estructuras de trabajo del cerebro, abriendo un nuevo horizonte en la tecnología de dispositivos móviles y más allá.

Referencia Clave en la Investigación

Una referencia clave en esta área de investigación y, que hemos tenido en cuenta en la redacción del presente artículo, es el estudio "Memristive control of mutual spin Hall nano-oscillator synchronization for neuromorphic computing" de Zahedinejad, M., Fulara, H., Khymyn, R. et al., publicado en Nature Materials en 2021. Este estudio aborda cómo el control memristivo de la sincronización de nano-osciladores de Hall de spin mutuo puede aplicarse en la computación neuromórfica, proporcionando una base teórica sólida para estos avances tecnológicos.


Oscar R. Cuenca. Año 2024.  
Hoy crónica desde Ciudad de México.    
https://www.linkedin.com/in/oscarrcuenca/

Oscar R. Cuenca
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