Un equipo de ingenieros de la Universidad de Massachusetts Amherst ha anunciado la creaci\u00f3n de una neurona artificial con funciones el\u00e9ctricas que se asemejan mucho a las de las neuronas biol\u00f3gicas. Bas\u00e1ndose en su trabajo previo con nanocables de prote\u00ednas sintetizados a partir de bacterias generadoras de electricidad, el descubrimiento del equipo significa que podr\u00edamos ver computadoras extremadamente eficientes basadas en principios biol\u00f3gicos que podr\u00edan interactuar directamente con c\u00e9lulas vivas.<\/p>\n\n\n\n
“Nuestro cerebro procesa una enorme cantidad de datos”, afirma Shuai Fu, estudiante de posgrado en ingenier\u00eda el\u00e9ctrica e inform\u00e1tica<\/a> en la Universidad de Massachusetts Amherst y autor principal del estudio publicado<\/a> en Nature Communications. “Pero su consumo de energ\u00eda es \u00ednfimo, sobre todo en comparaci\u00f3n con la electricidad necesaria para ejecutar un modelo de lenguaje grande, como ChatGPT”.<\/p>\n\n\n\n El cuerpo humano es m\u00e1s de 100 veces m\u00e1s eficiente el\u00e9ctricamente que el circuito el\u00e9ctrico de una computadora. El cerebro humano<\/a> est\u00e1 compuesto por miles de millones de neuronas, c\u00e9lulas especializadas que env\u00edan y reciben impulsos el\u00e9ctricos<\/a> por todo el cuerpo. Mientras que el cerebro solo necesita unos 20 vatios para, por ejemplo, escribir una historia, un LLM podr\u00eda consumir bastante m\u00e1s de un megavatio de electricidad para realizar la misma tarea.<\/p>\n\n\n\n Si bien los ingenieros el\u00e9ctricos e inform\u00e1ticos llevan mucho tiempo interesados \u200b\u200ben usar neuronas artificiales como circuitos para computadoras m\u00e1s eficientes, el problema siempre ha sido c\u00f3mo mantener su voltaje lo suficientemente bajo. “Las versiones anteriores de neuronas artificiales utilizaban 10 veces m\u00e1s voltaje y 100 veces m\u00e1s potencia que la que hemos creado”, afirma Jun Yao, profesor asociado de ingenier\u00eda el\u00e9ctrica e inform\u00e1tica en UMass Amherst y autor principal del art\u00edculo. Esto significa que los intentos previos de crear neuronas artificiales no fueron tan eficientes, ni se pudieron conectar directamente a neuronas vivas, que se ver\u00edan afectadas por el aumento de amplitud.<\/p>\n\n\n\n “Los nuestros registran s\u00f3lo 0,1 voltios, que es aproximadamente lo mismo que las neuronas de nuestro cuerpo”, dice Yao.<\/p>\n\n\n\n La nueva neurona de Fu y Yao tiene una amplia gama de aplicaciones: desde el redise\u00f1o de ordenadores siguiendo principios bioinspirados y mucho m\u00e1s eficientes hasta dispositivos electr\u00f3nicos<\/a> que podr\u00edan comunicarse directamente con nuestros cuerpos.<\/p>\n\n\n\n “Actualmente contamos con todo tipo de sistemas de detecci\u00f3n electr\u00f3nica port\u00e1tiles”, afirma Yao, “pero son comparativamente toscos e ineficientes. Cada vez que detectan una se\u00f1al de nuestro cuerpo, tienen que amplificarla el\u00e9ctricamente para que una computadora pueda analizarla. Ese paso intermedio de amplificaci\u00f3n aumenta tanto el consumo de energ\u00eda<\/a> como la complejidad del circuito, pero los sensores construidos con nuestras neuronas de bajo voltaje podr\u00edan prescindir de cualquier amplificaci\u00f3n”.<\/p>\n\n\n\n El ingrediente secreto de la nueva neurona de baja potencia del equipo es un nanocable proteico sintetizado a partir de la extraordinaria bacteria Geobacter sulfurreducens<\/em>, que tambi\u00e9n posee el superpoder de producir electricidad. Yao, junto con varios colegas, ha utilizado los\u00a0nanocables proteicos<\/a>\u00a0de la bacteria para dise\u00f1ar una serie de dispositivos extraordinariamente eficientes: una\u00a0biopel\u00edcula<\/a>, alimentada por el sudor, que puede alimentar dispositivos electr\u00f3nicos personales; una “nariz electr\u00f3nica<\/a>” que puede detectar enfermedades; y un dispositivo, que puede construirse con casi cualquier cosa, que puede\u00a0recolectar electricidad del aire<\/a>.<\/p>\n\n\n\n