Mentes de memristores. El futuro de la inteligencia artificial.

Ayer resumí la historia del memristor basándome en los datos del estupendo artículo que Justin Mullins ha publicado en New Scientist, y hoy quisiera proseguir con el papel que estas “resistencias con memoria” parecen tener en el mundo natural. Además de enumerar sus potenciales futuras aplicaciones en inteligencia artificial.

El año pasado el científico Tetsu Saisuga y sus colegas de la Universidad Hokkaido en Saporo, Japón, descubrieron algo asombroso. Estos científicos trabajaban con un extraño moho baboso llamado Physarum polycephalum, al que sometían a corrientes de aire cálido y húmedo (lo cual aceleraba su movimiento) seguidas de corrientes de aire frío y seco (lo cual ralentizaba su “reptar”). Expusieron a uno de estos seres unicelulares a 10 minutos de aire frío y luego dejaron que se calentase a temperatura ambiente durante un tiempo dado. Repitieron 3 veces esta misma secuencia y observaron como el moho retardaba su movimiento y lo aceleraba con los cambios de temperatura.

Pero luego los científicos decidieron cambiaron las reglas. En lugar de darle al moho una cuarta ráfaga de aire frío, no hicieron nada. Y para su sorpresa el P. plucephalum retardó su movimiento de nuevo anticipándose a una ráfaga de aire que nunca llegó. ¡De algún modo este diminuto ser memorizó los patrones de sucesos a los que se había enfrentado!

El trabajo de los japoneses apareció publicado en la revista Physical Review Letters, lo cual llamó la atención de Max Di Ventra, un físico de la Universidad de California en San Diego (UCSD) que era uno de los pocos que había oído hablar del trabajo teórico de Chua con los memristores. Di Ventra se dio cuenta en seguida que el moho se comportaba igual que el cuarto componente electrónico anticipado por Chua, por lo que el físico especuló que el gel viscoso que el moho utilizaba como medio motor era en realidad un análogo mecánico de los memristores.

De hecho el propio Chua había anticipado ya la idea de que los organismos biológicos podían estar empleando memristores en sus procesos de aprendizaje. En 1971, cuando Chua escribía sus primeros trabajos teóricos sobre memristores, quedó fascinado por el proceso de la sinapsis. Chua se dio cuenta de que el modo en que los iones de sodio y potasio fluyen a través de las membranas de nuestras neuronas cerebrales recordaba tremendamente al funcionamiento que deberían tener los memristores. El mismo afirmó que “los canales de iones eran el elemento de circuitos perdido que yo andaba buscando, y que ya existía en la naturaleza”.

A finales del año pasado, Hewlet Packard anunció la creación del primer microchip realizado con memristores, de modo que la pregunta ahora es si nos encontramos en el umbral de una nueva era en inteligencia artificial. La conocida agencia de conceptos avanzados del ejército estadounidense DARPA así lo cree.

El año pasado DARPA anunció el nacimiento del proyecto SyNAPSE (Systems of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics), proyecto en el que está involucrado el equipo de nuestro viejo amigo Williams y cuyo fin es ni más ni menos que crear tecnología para máquinas neuromórficas electrónicas que resulten escalables a niveles biológicos. En pocas palabras, la gente del DARPA busca crear “el cerebro en un chip”.

Según explica el colega de Williams en Hewlett Packard, Greg Snider, en el córtex cerebral de los humanos la densidad de sinapsis es de 1.010 por centímetro cuadrado, mientras que hasta el momento nuestros microprocesadores más avanzados solo alcanzan densidades 10 veces menores. Esta es la razón por la que aún no hemos visto máquinas inteligentes caminando a nuestro lado por la calle.

Snider, Williams y otros expertos como Gail Carmenter y Stephen Grossberg de la Universidad de Boston son pioneros en el complejo fin de reducir los comportamientos neurológicos biológicos a sistemas de ecuaciones diferenciales, de modo que sea posible diseñar chips híbridos (compuestos por transistores y memristores) capaces de reproducir algunos procesos del pensamiento. ¡Casi nada!

En las primeras pruebas se dieron cuenta de la dificultad de la tarea, y es que esta nueva clase de chips simplemente parece “demasiado inteligente”. En lugar de dar como resultado un pulso digital estándar, estos chips híbridos producen resultados analógicos que lograban desconcertar al software típico empleado en los análisis. Esto ha obligado a los científicos a desarrollar un nuevo software de pruebas. “Todo lleva su tiempo” afirma Williams.

Por otro lado, el profesor Di Ventra y su colega Yuriy Pershin han ido más lejos y han construido una sinapsis memristiva que, según afirman, se comporta como la real. Y mientras tanto el hombre que lo inició todo, Leon Chua, no se ha dormido en los laureles sino que ha estado ocupado expandiendo su teoría de elementos fundamentales de circuitos. Para ello se ha ido preguntando qué sucedería si se combinasen las propiedades de los memristores con las de los condensadores e inductores para producir nuevos dispositivos llamados memcondensadores y meminductores; y qué pasaría luego si estos nuevos dispositivos se combinasen entre si, etc. etc.

En su opinión “los memcondensadores podrían ser más útiles incluso que los memristores, ya que carecen de resistencia”. Al menos teóricamente, un memcondensador podría almacenar datos sin disipar nada de energía. Williams está de acuerdo con esta afirmación y ya ha empezado a crear el primer prototipo. Se espera que en breve publique sus primeras impresiones.

¿Asistimos al nacimiento de la tecnología que producirá los primeros seres mecánicos conscientes? Pudiera ser…

Mientras tanto quedaros con un par de nombres para las quinielas a futuros Premios Nobel de Física: Leon Chua y Stan Williams.

Crédito imagen: Magu

13 Comentarios

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SirioSirio

wow esto imprecionante y a la vez da miedo, se imaginan robots más inteligentes que nosotros? hay que admitir que eso es sumamente peligroso, se que es el comienzo pero esto es un avanze que si funciona quedara y sin duda marcara una nueva edad del hombre
vaya hacia donde va todo esto.

BrigoBrigo

Sería tremendamente bello que llegasen a revolucionar el mundo con una idea así, típica de libro de ciencia ficción.

RoRo

Que maravilla… a ver si los resultados no tardan demasiados años y podemos disfrutar de toda esta tecnología los que estamos vivos ahora.

Ambos artículos sobre los memristores muy buenos maikel. 😉

hombrenuclearhombrenuclear

esta bien esto… que pasaria si la derecha o la ultra derecha yanki decidiese poner robots en los puestos de trabajo de las personas

yomismoyomismo

en el córtex cerebral de los humanos la densidad de sinapsis es de 1.010 por centímetro cuadrado, mientras que hasta el momento nuestros microprocesadores más avanzados solo alcanzan densidades 10 veces menores.

¿Mayores? ¿no querrías haber escrito menores?

Deus IraeDeus Irae

Después de leer esto tengo una extraña sensación, una mezcla entre el vello erizado y ligero escalofrío que recorre mi nuca por el miedo y el estómago flotante lleno de mariposas por la emoción. ¿Puede el hombre crear una inteligencia superior a la suya? Yo siempre pensé que si es factible, eso si, si no se aniquila la humanidad así misma antes, claro. ¿Donde acabará todo esto?

moevrmoevr

“¿Asistimos al nacimiento de la tecnología que producirá los primeros seres mecánicos conscientes? Pudiera ser…”

Seres mecanicos ‘conscientes’, me parece, maikel, que aquí te has pasado 3 pueblos y medio. Una cosa es que sepamos replicar el comportamiento de una neurona y otra muy distinta crear un ser consciente. Esto último implica que sabemos mucho más sobre el comportamiento ¿humano? y la consciencia del que poseemos ahora.

hombrenuclear, si te interesa avanzar en esa lína te recomiendo ‘Mendigos en España’ de Nancy Kress. Aunque el detonante es diferente, en la serie (creo que son 3 libros) se modela una sociedad como la que propones.

CamanaracCamanarac

Parece tan ciencia ficcion que raya en el terror cuando me doy cuenta que es la realidad de un futuro no muy lejano.

MoscaMosca

con lo que ya existe ya se puede emular a un cerebro de ratón, tb se podría con tubos al vacío pero sería bien grandote, me arriesgo a decir q con interruptores mecánicos tb se puede CUALITATIVAMENTE hacer un computador (como las máquinas de Babbage).

Éstos nvos elementos aportan mayor integración, no es el sombrero del q saldrá el conejo de la inteligencia solo porque ahora la memoria tiene infinitos estados (un condensador tb los tiene, depende el voltaje de carga) entre ciertos límites.

Sí un algoritmo es capaz de replicar el comportamiento de un ratón con todo lo que resulta de ello y siéndo objetivamente indistinguible de un ratón, se podría decir que ya emulamos la inteligencia del ratón ?

4 Trackbacks

Mentes de memristores. El futuro de la inteligencia artificial…

Ayer resumí la historia del memristor basándome en los datos del estupendo artículo que Justin Mullins ha publicado en New Scientist, y hoy quisiera proseguir con el papel que estas “resistencias con memoria” parecen tener en el mundo natural. Además d…

[…] Personalmente me parece impresionante, y además tiene miles de aplicaciones, como el almacenamiento de datos de forma más rápida, más eficiente, y con un consumo de energía mucho menor, ya que no utilizarían transistores. Pero no solo traería avances en electrónica, si no que parece que los memristores tienen relación con el modo en el que trabaja el cerebro humano. Tenéis más información sobre los memristores en el campo de la biología en este enlace. […]

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