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Viernes, 13 enero 2017
Ingeniería

Primera demostración mundial de inteligencia artificial basada en la espintrónica

Por vez primera, se ha conseguido demostrar con éxito la operación básica de un sistema de inteligencia artificial basado en la espintrónica.

 

La espintrónica es una gran promesa para enriquecer o incluso reemplazar a la electrónica tradicional. Mientras los circuitos electrónicos hacen circular a los electrones gracias a su carga, los circuitos de la espintrónica funcionarían basándose en el espín. El espín es una manifestación de la mecánica cuántica que podría describirse como apuntando hacia "arriba" o hacia "abajo". Constituye una propiedad fundamental del electrón y es responsable de la mayoría de los fenómenos magnéticos.

 

Gracias a las peculiaridades de los circuitos espintrónicos, en ellos operaciones típicas de la circuitería clásica, como la conmutación (el mecanismo que produce los ceros y los unos del código binario) podrían ser realizadas más deprisa y usando menos energía.

 

La inteligencia artificial es una modalidad aún poco desarrollada de la computación, y busca emular el procesamiento de información del cerebro así como su habilidad para hacer deducciones. Tiene como principal propósito realizar tareas computacionalmente muy complejas, como el reconocimiento de imágenes o la predicción meteorológica, y su meta final es lograr una réplica de la mente humana lo más parecida posible a esta.

 

Ya funcionan algunos sistemas de inteligencia artificial, aunque todavía queda muchísimo trabajo por hacer en este campo.

 

La inteligencia artificial que se usa actualmente funciona sobre el marco convencional proporcionado por la tecnología de circuitos integrados basados en semiconductores. Sin embargo, esta carece del carácter compacto y del bajo consumo energético del cerebro humano. Para superar este reto, resulta muy prometedora la aplicación imaginativa de un dispositivo de estado sólido individual, que adopta el papel de una sinapsis. Las sinapsis son, por así decirlo, los cables que conectan a unas neuronas con otras.

 

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La espintrónica promete potenciar la inteligencia artificial hasta cotas de eficacia mucho más altas que cualquiera de las alcanzadas mediante las técnicas convencionales. La ilustración es una recreación artística simbólica del concepto. (Imagen: Amazings / NCYT / JMC)

 

El grupo de Hideo Ohno, Shigeo Sato, Yoshihiko Horio, Shunsuke Fukami y Hisanao Akima, de la Universidad de Tohoku en Japón, ha desarrollado una red neural artificial en la que se emplean sus dispositivos espintrónicos recientemente desarrollados, los cuales incluyen material magnético a escala micrométrica. El dispositivo espintrónico utilizado es capaz de memorizar valores arbitrarios entre 0 y 1 de una forma analógica, a diferencia de los aparatos magnéticos convencionales que solo pueden grabar el 1 o el 0, y por tanto es capaz de llevar a cabo la función del aprendizaje, que en el caso del cerebro humano es posible gracias a las sinapsis.

 

Usando la red desarrollada, los investigadores examinaron una operación de memoria asociativa, que no se ejecuta fácilmente en los ordenadores convencionales. A través de múltiples pruebas, confirmaron que los dispositivos espintrónicos poseen una capacidad de aprendizaje con la que la red neural artificial desarrollada puede conseguir asociar patrones y memorizarlos de un modo parecido a como lo hace el cerebro humano.

 

Se espera que la demostración del concepto en esta investigación abra nuevos horizontes para la tecnología de la inteligencia artificial, logrando que esta no necesite ser voluminosa, y dotándola de capacidades de procesamiento rápido y un consumo de energía ínfimo.

 

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