Notícia
Fabricio Mazocco
- Publicado em
14-08-2026
13:00
Pesquisadores desenvolvem chip que imita o funcionamento do cérebro
Cada dia mais, os chips vêm sendo utilizados no nosso dia a dia. Quem não se lembra das primeiras máquinas fotográficas digitais, que conseguiam armazenar poucas fotos, o que exigia a constante transferência do material para outro dispositivo? Atualmente, a capacidade de armazenamento é grande e tende cada vez mais a aumentar. Porém, os chips podem funcionar além do armazenamento. Eles também aprendem, assim como acontece com a memória humana, porém em silício e em óxidos metálicos.
Por outro lado, os desafios ainda são grandes, tendo em vista os obstáculos de consumo de energia e de espaço físico. Estudos coordenados pelos pesquisadores Victor Lopez-Richard e Marcio Peron Franco de Godoy, ambos do Departamento de Física da UFSCar, estão superando esses desafios.
Para se ter uma ideia da dificuldade que os pesquisadores se propuseram a resolver: um cérebro humano gasta cerca de 20 watts (W) para processar informações; mas para fazer esse processamento (dentro do limite atual) de maneira artificial, é necessário um consumo de energia que manteria cidades inteiras e grandes espaços fechados para manter esses dispositivos refrigerados.
Os memristores (contração de memory resistor, já imaginados no início da década de 70 e que "armazenaria" informações) inovam ao consegui fazer operações lógicas e armazenar os resultados no mesmo espaço, assim como o cérebro, o que diminui a necessidade de interconectores e mais aparelhos, diminui o tamanho do dispositivo e, consequentemente, o consumo de energia.
No cérebro humano, a chamada plasticidade sináptica faz com que a cada disparo de um neurônio, a conexão com o neurônio seguinte pode se fortalecer ou enfraquecer. No caso dos neurônios que disparam de forma repetida e em sequência, as conexões são fortalecidas, resultando em memória e aprendizado. Os memristores desenvolvidos dos laboratórios da UFSCar repetem esse comportamento. A diferença é que, no caso das sinapses humanas, os íons são transportados; aqui, são elétrons que ficam armazenados.
Além de funcionar como transistor, capacitor ou memristor, dependendo da configuração do circuito, o que já é um avanço, outra vantagem é que o dispositivo não precisa de resfriamento externo e opera em temperatura ambiente, o que diminui (e muito) o consumo de energia.
Em pesquisas anteriores na UFSCar, foi notado que sensores de gás à base de óxido de zinco também eram capazes de guardar memória. A partir daí, os grupos de pesquisa de Lopez-Richard e Godoy passaram a estudar esses materiais como sensores para dispositivos neuromórficos, uma nova geração de eletrônicos inspirados nas conexões entre neurônios.
E não só: quanto mais aumentava a temperatura, melhor era o desempenho, tanto em rapidez quanto em eficiência (diferente dos semicondutores convencionais que precisam de resfriamento). Além disso, o óxido de zinco é abundante e o impacto no meio ambiente é menor.
As pesquisas foram citadas em matéria publicada na Revista Fapesp, em artigo na Nature Communications, bem como os projetos financiados pela Fapesp e podem ser consultados na Biblioteca Virtual da entidade aqui e aqui.
Por outro lado, os desafios ainda são grandes, tendo em vista os obstáculos de consumo de energia e de espaço físico. Estudos coordenados pelos pesquisadores Victor Lopez-Richard e Marcio Peron Franco de Godoy, ambos do Departamento de Física da UFSCar, estão superando esses desafios.
Para se ter uma ideia da dificuldade que os pesquisadores se propuseram a resolver: um cérebro humano gasta cerca de 20 watts (W) para processar informações; mas para fazer esse processamento (dentro do limite atual) de maneira artificial, é necessário um consumo de energia que manteria cidades inteiras e grandes espaços fechados para manter esses dispositivos refrigerados.
Os memristores (contração de memory resistor, já imaginados no início da década de 70 e que "armazenaria" informações) inovam ao consegui fazer operações lógicas e armazenar os resultados no mesmo espaço, assim como o cérebro, o que diminui a necessidade de interconectores e mais aparelhos, diminui o tamanho do dispositivo e, consequentemente, o consumo de energia.
No cérebro humano, a chamada plasticidade sináptica faz com que a cada disparo de um neurônio, a conexão com o neurônio seguinte pode se fortalecer ou enfraquecer. No caso dos neurônios que disparam de forma repetida e em sequência, as conexões são fortalecidas, resultando em memória e aprendizado. Os memristores desenvolvidos dos laboratórios da UFSCar repetem esse comportamento. A diferença é que, no caso das sinapses humanas, os íons são transportados; aqui, são elétrons que ficam armazenados.
Além de funcionar como transistor, capacitor ou memristor, dependendo da configuração do circuito, o que já é um avanço, outra vantagem é que o dispositivo não precisa de resfriamento externo e opera em temperatura ambiente, o que diminui (e muito) o consumo de energia.
Em pesquisas anteriores na UFSCar, foi notado que sensores de gás à base de óxido de zinco também eram capazes de guardar memória. A partir daí, os grupos de pesquisa de Lopez-Richard e Godoy passaram a estudar esses materiais como sensores para dispositivos neuromórficos, uma nova geração de eletrônicos inspirados nas conexões entre neurônios.
E não só: quanto mais aumentava a temperatura, melhor era o desempenho, tanto em rapidez quanto em eficiência (diferente dos semicondutores convencionais que precisam de resfriamento). Além disso, o óxido de zinco é abundante e o impacto no meio ambiente é menor.
As pesquisas foram citadas em matéria publicada na Revista Fapesp, em artigo na Nature Communications, bem como os projetos financiados pela Fapesp e podem ser consultados na Biblioteca Virtual da entidade aqui e aqui.