Camino hacia el ojo biónico

La Universidad RMIT desarrolló un prototipo de visión neuromórfica —unenfoque que replica los mecanismos biológicos de la percepción visual— quepuede ver, recordar e interactuar con su entorno en un solo sistema, un avanceque podría servir en el futuro como base de un ojo biónico inteligente y,al mismo tiempo, reducir de forma marcada el consumo de energía frentea las tecnologías actuales, informó el portal especializado en ciencia ytecnología TechXplore.

A diferencia de una cámara convencional, que captura cadacuadro y envía grandes volúmenes de información a otro lugar para suprocesamiento, este dispositivo fue diseñado para realizar gran parte de esetrabajo allí mismo, donde se recoge la señal visual. Al reunir detección,memoria y procesamiento en un único soporte, el sistema evita el trasladoconstante de datos entre sensores, bancos de memoria y procesadoresseparados. De acuerdo al portal, eso le permitiría ejecutar tareasvisuales complejas con menos datos y menos energía.

Aunque la aplicación práctica todavía está a años dedistancia, los investigadores sostienen que la tecnología también podríaalimentar sistemas avanzados de visión artificial, vehículosautónomos, robótica y sensores inteligentes.

El prototipo de visión neuromórfica de la Universidad RMITintegra detección, memoria y procesamiento en un único sistema para reducir latransferencia de datos (Crédito: RMIT University)

Captura, memoria y procesamiento visual en un sistema

El dispositivo se apoya en una serie de avances con el semiconductorultradelgado disulfuro de molibdeno, conocido como MoS₂. Ladetección, el procesamiento y el almacenamiento ocurren en un chip de 2cm por 2 cm alojado dentro de un prototipo de 15 cm por 14 cmpor 3 cm que contiene la electrónica necesaria para leer, procesar ycomunicar la información.

Los investigadores entrenaron el sistema para reconocerpatrones como números, formas y movimiento. En pruebas de laboratorio,pudo detectar cambios en lo que veía, conservar esa información como memoria yprocesarla de manera local.

El doctor Taimur Ahmed, codesarrollador yespecialista en dispositivos de visión neuromórfica en la universidad, explicóque el resultado se acerca más a la forma en que opera la visiónbiológica: “No se trata solo de un sensor que captura información,sino de un sensor que también puede procesarla”.

Ahmed agregó que, en lugar de mover datos de manerapermanente entre unidades separadas de memoria y procesamiento, buenaparte de ese trabajo ocurre mucho más cerca del punto en que la información segenera.

Ese aspecto es clave para un ojo biónico inteligente. Unsistema de ese tipo no solo tendría que captar imágenes: también deberíaidentificar cambios importantes en una escena, guardar la información relevantey procesar señales visuales con rapidez y con un gasto energético muy bajo.

El dispositivo utiliza el semiconductor ultradelgadodisulfuro de molibdeno, conocido como MoS₂, en un chip de 2 cm por 2 cm(Crédito: RMIT University)

Fabricación con agua mejora el desempeño del dispositivo

El equipo indicó que su avance más reciente, publicado en la revista ACSApplied Materials & Interfaces, también abordó un problema defabricación. Desarrolló un proceso más limpio y basado en agua para transferirsemiconductores y electrodos ultradelgados.

Ese método, señaló el portal, produjo muchos menos defectosque los procedimientos convencionales. El resultado fueron dispositivos conmejoras sustanciales en desempeño eléctrico y en capacidadde detección de luz.

El profesor Sumeet Walia, que lidera el trabajoen el Centro de Materiales y Sensores Optoelectrónicos de RMIT, situó elproyecto dentro de una lógica inspirada en la biología: “Lanaturaleza ya ha resuelto muchos de los desafíos que intentamos abordar en laelectrónica”.

Walia señaló que el ojo y el cerebro humanos trabajanjuntos con una eficiencia muy alta y procesan grandes cantidades de informacióncon muy poca energía. “Nuestra investigación está ayudando a sentar las basespara tecnologías que funcionen de una manera más parecida”, sentenció.

El sensor neuromórfico montado en una placa de circuitoimpreso durante las pruebas de integración del sistema (Crédito: RMITUniversity)

Los investigadores también vinculan este avance con unproblema más amplio de la inteligencia artificial. A medidaque la IA impulsa la demanda de centros de datos cada vez másgrandes y con mayor gasto energético, los sistemas neuromórficosofrecen una alternativa: procesar la información más cerca de donde serecolecta y reducir el volumen de datos que debe circular porel resto de la infraestructura.

Como Walia afirmó: “Cada avance nos acerca a tecnologías comoun ojo biónico inteligente. Si esta tecnología de RMIT puede escalarse, podríaayudar a reducir la cantidad de datos que deben moverse, almacenarse yprocesarse, y hacer que los futuros sistemas de IA sean más eficientes desde elpunto de vista energético”.