Las redes de nanocables (Nano Net) pueden exhibir memoria tanto a corto como a largo plazo, como el cerebro humano. Este nuevo hallazgo proviene de un equipo de expertos dirigido por el Dr. Alon Loeffler de la Univ. de Sídney. El Dr. Alon Loeffler, quien obtuvo su doctorado en la Facultad de Física, realizó el estudio. El estudio se encuentra actualmente en línea en la revista Science Advances. Sin embargo, un grupo de expertos japoneses también formaba parte del equipo. Para simplificar, usaremos “Nano Net” para representar Nanowire Network” en la mayor parte del artículo
Sobre el trabajo, dijo el Dr. Loeffler
“ En esta investigación, encontramos que la función cognitiva de orden superior, que normalmente asociamos con el cerebro humano, se puede emular en hardware no biológico. Este trabajo se basa en nuestra investigación anterior en la que mostramos cómo la nanotecnología podría usarse para construir un dispositivo eléctrico inspirado en el cerebro con una red neuronal, como circuitos y sinapsis, como señalización. Nuestro trabajo actual allana el camino hacia la replicación del cerebro, como el aprendizaje y la memoria, en sistemas de hardware no biológicos y sugiere que la naturaleza subyacente del cerebro, como la inteligencia, puede ser física”.
Las nanoredes son un subconjunto de la nanotecnología que a menudo surgen microhilos de plata espaciados, altamente conductores, invisibles a simple vista, que están envueltos en un material plástico. Los cables modelan aspectos de la estructura física en red del cerebro humano. Numerosas aplicaciones prácticas, como la actualización de robots o sistemas de detección que deben tomar decisiones rápidas en entornos aleatorios, podrían ser introducidas por los avances en Nano Nets.
Un autor principal, el profesor Zdenka Kuncic, de la Escuela de Física, dijo
“Esta red de nanocables es como una red neuronal sintética porque los nanocables actúan como neuronas, y los lugares donde se conectan entre sí son análogos a las sinapsis… En lugar de implementar algún tipo de máquina tarea de aprendizaje, en este estudio, el Dr. Loeffler dio un paso más y trató de demostrar que las redes de nanocables muestran algún tipo de función cognitiva”.
La red de nanocables coincide con la capacidad humana promedio
El equipo utilizó la tarea N-Back, una prueba de memoria común utilizada en estudios sobre psicología humana, para examinar la capacidad de Nano Net. Para una persona, la tarea N-Back podría implicar recordar una imagen exacta de un gato de una secuencia de imágenes felinas. Una persona puede reconocer la misma imagen que vino siete pasos atrás si tiene un puntaje N-Back de 7. Este es el promedio para las personas. El equipo de investigación descubrió que cuando se aplicaba a Nano Net, podía”recordar”un punto final deseado en un circuito eléctrico siete pasos atrás. Esto significa que tiene una puntuación de 7 en una prueba N-Back, igual que un humano promedio.
Dr. Loeffler continúa
“Lo que hicimos aquí fue manipular los voltajes de los electrodos finales para obligar a las vías a cambiar, en lugar de dejar que la red hiciera lo suyo. Obligamos a los caminos a ir a donde queríamos que fueran… Cuando implementamos eso, su memoria tenía una precisión mucho mayor y realmente no disminuyó con el tiempo, lo que sugiere que hemos encontrado una manera de fortalecer los caminos para empujarlos hacia donde los queremos, y luego la red lo recuerda. Los neurocientíficos creen que así es como funciona el cerebro, ciertas conexiones sinápticas se fortalecen mientras que otras se debilitan, y se cree que es así como preferimos recordar algunas cosas, cómo aprendemos, etc.”
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Según el equipo, Nano Net puede almacenar información en la memoria. Esto es posible hasta el punto de que ya no necesita renovación porque se ha unificado.
Prof. Kuncic agrega
“Es como la diferencia entre memoria a largo plazo y memoria a corto plazo en nuestro cerebro… Si queremos recordar algo durante un largo período de tiempo, realmente necesitamos seguir entrenando nuestros cerebros para consolidar eso, de lo contrario, simplemente se desvanecerá con el tiempo. Una tarea demostró que la red de nanocables puede almacenar hasta siete elementos en la memoria a niveles sustancialmente más altos que los de probabilidad sin entrenamiento de refuerzo y con una precisión casi perfecta con entrenamiento de refuerzo”.
Tecnología de nanocables: una nueva tendencia
Un uso de la nanotecnología es la creación de nanoredes enlazadas. Los nanocables son cables muy delgados con tamaños de unos pocos nm y unos pocos micrómetros. Los nanocables tienen muchas cualidades únicas. Algunas de estas cualidades son una alta relación superficie-volumen, conductividad eléctrica inusual y biocompatibilidad. Por estas razones, han llamado mucho la atención en los últimos años.
Uno de los principales usos de esta nueva tecnología es en el campo de la electrónica. Esta red se puede utilizar para crear un dispositivo realmente compacto con alto rendimiento y bajo consumo de energía. La alta relación superficie-volumen de los nanocables es otra característica clave. Permite empaquetar una gran cantidad de elementos activos en un área pequeña. Esto los hace ideales para crear circuitos integrados con partes de alta densidad. Esta tecnología también permite la creación de dispositivos de alta tecnología con su mejor habilidad de conducción.
La tecnología de nanocables también es muy útil en el campo del almacenamiento de energía. La gran superficie de los nanocables les permite almacenar más energía por unidad de volumen. Además, su alta conductividad eléctrica permite tiempos de carga y descarga más rápidos. Esto lo hace ideal para dispositivos portátiles y en cualquier dispositivo que necesite una carga rápida o alta densidad de energía.
Incluso en el campo de la biotecnología también se necesitan nanocables. Son útiles para el diagnóstico médico y la investigación. Esto se debe al hecho de que pueden usarse para detectar y monitorear biomoléculas. Además, esta tecnología también se puede utilizar en el campo de la fotónica. La gran superficie de los nanocables les permite interactuar con la luz de formas únicas. Esto los hace ideales para crear dispositivos ópticos como fotodetectores, células solares y diodos emisores de luz (LED).
Palabras finales
Las nanoredes son una tecnología futura con una amplia gama de usuarios potenciales. También hay una amplia gama de escenarios en los que se puede hacer un buen uso. Los expertos continúan explorando los usos potenciales de Nano Nets. Es probable que se vuelvan más importantes en una amplia gama de campos. En unos años, esperamos que esta tecnología se expanda a más campos. En este momento, más marcas y expertos de la industria están ampliando su enfoque en esta tecnología.
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