DISEÑA CINVESTAV HARDWARE BASADO EN FUNCIONES DEL CEREBRO HUMANO

cerebro

 

El Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) Unidad Tamaulipas trabaja con técnicas de inspiración biológica para el desarrollo de hardware con una estructura de procesamiento y memoria semejantes a la del cerebro humano.

“El cerebro es un órgano muy complejo y nosotros tratamos de emular algunos de sus mecanismos de procesamiento en tareas de  percepción a fin de construir circuitos electrónicos que presenten ese tipo de características”, sostuvo César Torres Huitzil, investigador del Laboratorio de Tecnologías de la Información del Cinvestav.

Las computadoras actuales generalmente sólo tienen un procesador y un conjunto de celdas donde se puede almacenar la información, que se le conoce como memoria; en cambio, el cerebro se compone por millones de neuronas a las que se pueden considerar cada una como un procesador. La diferencia entre estas dos estructuras es que el procesador de la computadora es más complejo que la neurona.

La ventaja del cerebro es que tiene millones de neuronas (procesadores elementales) que en conjunto realizan tareas más complejas que un procesador único, aunque sea muy avanzado. Por esa razón, dijo, la idea es construir computadoras con elementos de procesamiento simples, pero que se puedan comunicar  entre ellos y sean capaces de procesar  información de forma paralela y distribuida.

“El concepto es modelar las neuronas, ver cómo procesan la información y con base en ello, generar circuitos electrónicos que repliquen hasta cierto grado el mecanismo neuronal biológico que se considera la base de la inteligencia”, explicó Torres Huitzil, doctorado en Ciencias Computacionales por el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica.

En el cerebro la neurona es la encargada de procesar la información, pero es hasta que se conectan una gran cantidad de ellas mediante conexiones sinápticas, cuando se generan las acciones cognitivas. En el caso del desarrollo propuesto por los investigadores del Cinvestav, se emplea el modelo de una neurona como elemento básico de procesamiento. Para ello se estudian modelos biológicos y después se trasladan a modelos matemáticos, los cuales se implementan de forma eficiente a nivel de hardware respetando la funcionalidad de la neurona y capacidad de interconexión para formar estructuras masivamente paralelas.

Además, la investigación se enfoca de manera particular en el proceso de percepción visual, en saber cómo el cerebro procesa esa información, para que a partir de imágenes capturadas con una cámara se pueda extraer conocimiento de una escena. Para ello, indicó, estudian la corteza visual del cerebro y tratan de emularla a través de circuitos electrónicos capaces detectar movimiento, reconocer personas u objetos con un grado de precisión semejante al humano.

“Los modelos de percepción visual desarrollados en el pasado son precisos, pero cuando se prueban en escenarios reales o en ambientes exteriores no controlados ya no funcionan tan bien. En cambio, el cerebro funciona en cualquier tipo de condiciones, por lo tanto eso hace interesante diseñar nuevos modelos neuronales a nivel de hardware”, explicó César Torres.

En México, existen muchas instituciones que trabajan en la construcción de circuitos tradicionales; sin embargo, aquellos con inspiración biológica es un área relativamente nueva y son muy pocos grupos dedicados al tema ya que en general para su desarrollo se requiere de grupos multidisciplinarios y tecnología sofisticada para su construcción.

 

 

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