Computação analógica e digital juntas na integração com os seres humanos (MA104)

Na década de 70 trabalhamos em pesquisa na então escola Paulista de Medicina (Atual Unifesp) em um trabalho revolucionário na época que era o desenvolvimento de um neurônio eletrônico que funcionasse como um neurônio vivo. A biônica ainda era uma ciência nascente e pouco se falava em inteligência artificial. Nosso “neurobiônio”, como chamamos avançou pouco, dadas as dificuldades de obtenção de verbas, mas descobrimos muita coisa que agora se revelam verdadeiras e muito importantes, das quais trataremos neste artigo.

Para trabalhar com o desenvolvimento de um circuito eletrônico que imitasse um neurônio vivo tive de estudar anatomia, acompanhando os alunos de medicina da própria faculdade, inclusive em aulas práticas.

Aprendi muito sobre o sistema nervoso humano, e principalmente sobre os neurônios o que facilitou a elaboração de circuitos que apresentassem características semelhantes.

Naquela época não haviam circuitos integrados que pudessem ajudar muito e os microcontroladores ainda estavam por chegar. Fizemos tudo transistorizado, mas valeu pelo que descobrimos e que agora percebemos ser o futuro.

De fato, os neurônios não operam simplesmente com impulsos (sinais digitais) mas reconhecem a frequência e a intensidade dos impulsos manifestando um comportamento analógico.

Mais do que isso, são estruturas adaptáveis que mudam seu comportamento, ou modo como reagem aos impulsos conforme a experiência, ou seja, aprendem.

Excesso de estímulos fazem que reconheçam sinais fortes e ignorem os fracos. Excesso de impulsos fracos fazem com que eles fiquem inibidos com sinais fortes.

O que estávamos procurando na época é montar vários neurônios e ligá-los em redes (neurais) e verificar como reagiriam a estímulos complexos vindos de sensores, por exemplo.

Nos inspirou muito o experimento da Tartarura de Grey Walter, uma tartaruga robô que aprendia a sair de um labirinto. Tal vez o primeiro robô inteligente usando recursos da inteligência artificial com válvulas (veja a foto - 1963).

 

Smithsonian Museum
Smithsonian Museum

 

O fato é que estudos mais profundos de nosso cérebro e o desenvolvimento de recursos de inteligência artificial cada vez mais intensos estão nos levando a repensar a computação digital e a computação analógica.

A computação analógica relegada a segundo plano por motivos que já analisamos em artigos deste site e que não tem muita utilidade e a computação digital que seria a solução ideal para qualquer aplicação.

Realmente, se pensarmos que os neurônios são unidades processadoras ao mesmo tempo digitais e analógicas vemos que as duas computações devem ocupar lugar de destaque nas pesquisas e desenvolvimento que envolvam inteligência artificial.

 

Por que nosso cérebro é tão poderoso?

Divulgado na internet em março de 2017, estudo feito pela µCLA (Universidade da Califórnia) mostra que nosso cérebro é pelo menos 100 vezes mais poderoso do que parece ser em função do número de neurônios que possui.

De fato, se levarmos em conta a quantidade de neurônios que temos em média, avaliada em 100 bilhões, os pesquisadores mostram que o seu funcionamento se revela muito mais poderoso do que uma “máquina” de 100 GB.

O que os pesquisadores mostraram é em que uma parte dos neurônios de nosso cérebro são muito mais ativos do que se pensava antes.

O estudo revelou que os dendritos que são as estruturas que interligam os neurônios não servem apenas para a condução, mas também produzem pulsos segundo padrão próprio de uma forma 10 vezes maior do que antes se acreditava.

 


 

 

O interessante é que na computação da informação os dendritos são importante, pois consistem em 90% de tecido neural segundo os pesquisadores.

O que eles descobriram é que os sinais gerados pelo neurônio em si se somam com os sinais gerados pelos dendritos o que resulta num comportamento mais complexo do que se suspeitava antes.

O mais importante na declaração dos pesquisadores é que eles descobriram que os dendritos são ao mesmo tempo computadores analógicos e digitais, funcionando de uma forma completamente diferente dos computadores digitais e, com isso, fazendo com que a computação analógica cresça em importância quando pensamos em inteligência artificial.

Os pesquisadores chegam mesmo a falar que os neurônios, por causa desse comportamento dos dendritos, se comportam de uma forma mais próxima dos computadores quânticos.

Algo para se pensar, quando em nosso artigo Física Quântica e Paranormalidade (PN015) sugerimos que certas estruturas existentes em nossos neurônios poderiam explicar certos fenômenos paranormais. Vale à pena ler este artigo.

O fato é que, cada vez mais a física quântica, neurociências, computação digital e agora analógica convergem para novas descobertas e aplicações.

Indo além, levando em conta que os dendritos possuem até 100 vezes mais massa que o soma dos neurônios em si, isso explicaria o enorme potencial computacional de nosso cérebro que está muito além do que se previa antes.

 

Importância da Computação Analógica

Pelo que vimos, não é apenas a computação digital que vai nos levar a aplicações na inteligência artificial e na própria interação de dispositivos eletrônicos diretamente com nosso cérebro.

A computação analógica revela-se hoje tão importante quanto a computação digital e isso está se revelando na mídia em que cada vez mais artigos aparecem. Nós mesmos estamos preparando uma série interessante em que até vamos propor a construção de um computador digital caseiro (um projeto nosso bastante antigo) e falar um pouco mais dos amplificadores operacionais criados justamente para realizar operações matemáticas em computadores analógicos.

Na mídia mais popular até mesmo um filme está sendo produzido baseado na inteligência artificial e na computação analógica. Algumas instituições de ensino e pesquisa estão dando um especial destaque aos seus laboratórios de computação analógica.

 

 


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