Un equipo internacional de científicos descubrió que una configuración aleatoria de nanocables, combinada con una señal casi caótica podría usarse para producir inteligencia artificial (IA) que actúa de manera muy similar a como lo hace el cerebro humano. La investigación fue publicada en Nature Communications.

Con el fin de probar la hipótesis los científicos usaron cables de 10 micrómetros de largo y hasta 500 nanómetros de grosor, los cuales dispusieron al azar en un plano bidimensional. “Los cables se superponen, forman una unión electroquímica, como las sinapsis entre neuronas”, explicó Joel Hochstetter de la Universidad de Sídney.

Al borde del caos

La configuración fue probada con varias tareas simples. Descubrieron que las señales eléctricas enviadas a través de esta red encuentran automáticamente la mejor ruta para transmitir información. Además, dicha arquitectura permite a la red “recordar” rutas anteriores a través del sistema.

En cuanto a las señales, los científicos observaron que también influyen al rendimiento del sistema. Si eran débiles, los nanocables no producían resultados lo suficientemente complejos. Si eran muy fuertes, la red respondía de manera caótica. La señal óptima para conseguir un resultado útil era cuando estaba al borde de ese estado caótico.

«Encontramos que, si se impulsa la señal demasiado lento, la red solo hace lo mismo una y otra vez sin aprender ni desarrollarse. [Pero] si la presionamos demasiado y rápido, la red se vuelve errática e impredecible”, indicó Hochstetter.

Las redes de nanocables combinan dos sistemas en uno, administrando tanto la memoria (el equivalente a la RAM de la computadora) como las operaciones (el equivalente a la CPU de una computadora). Son capaces de recordar un historial de señales anteriores, cambiando su salida futura en respuesta a lo sucedido previamente, convirtiéndolos en memristores.

Similar al cerebro humano

Esta estructura es similar a la del cerebro humano, agregó la coautora Zdenka Kuncic. “Algunas teorías en neurociencia sugieren que la mente humana podría operar al borde del caos, o lo que se llama el estado crítico. Algunos neurocientíficos piensan que es en este estado cuando logramos el máximo rendimiento cerebral”, comentó.

“Lo emocionante acerca de este resultado es que sugiere que este tipo de redes de nanocables pueden sintonizarse en regímenes con dinámicas colectivas diversas, similares al cerebro, y ser aprovechados en la optimización del procesamiento de la información”, dijo Kuncic.

De este modo, la tecnología serviría en el desarrollo de IA. “Los algoritmos necesarios en el entrenamiento de la red para saber a qué unión se le debe otorgar la ‘carga’ o el peso de información apropiados consumen mucha potencia. Los sistemas que estamos desarrollando eliminan la necesidad de tales algoritmos”, afirmó la investigadora.

Eso, a su vez, representa una reducción significativa del uso de energía, pues las redes terminan entrenándose utilizando los procesos más eficientes. A medida que las redes de inteligencia artificial se amplíen, será importante poder mantenerlas delgadas y con la menor potencia posible.

Por ahora, los investigadores han demostrado que las redes de nanocables consiguen hacer su mejor resolución de problemas justo en el límite entre el orden y el caos; algo que, según algunos científicos, nuestro cerebro logra realizar. De ser así, estaríamos un paso más cerca de tener una IA que piensa como nosotros.