{"id":47726,"date":"2023-12-13T09:27:47","date_gmt":"2023-12-13T12:27:47","guid":{"rendered":"https:\/\/jornalfatosenoticias.com.br\/?p=47726"},"modified":"2023-12-13T09:27:48","modified_gmt":"2023-12-13T12:27:48","slug":"minicerebro-vivo-vira-processador-biologico-e-roda-inteligencia-artificial","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/jornalfatosenoticias.com.br\/index.php\/2023\/12\/13\/minicerebro-vivo-vira-processador-biologico-e-roda-inteligencia-artificial\/","title":{"rendered":"Minic\u00e9rebro vivo vira processador biol\u00f3gico e roda intelig\u00eancia artificial"},"content":{"rendered":"\n

O c\u00e9rebro ciborgue de laborat\u00f3rio consegue fazer contas e entender o que voc\u00ea est\u00e1 dizendo<\/span><\/em><\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Cientistas come\u00e7aram a mesclar a intelig\u00eancia artificial<\/a> que roda nos computadores com um “hardware biol\u00f3gico”, um c\u00e9rebro artificial formado por c\u00e9lulas vivas, cultivado em laborat\u00f3rio, criando o que a equipe chama de brainoware<\/em>. O sistema de computa\u00e7\u00e3o h\u00edbrido \u2014 um hardware eletr\u00f4nico, um software e o organoide cerebral \u2014 mostrou-se capaz de realizar tarefas complexas, como o reconhecimento de fala e a previs\u00e3o de equa\u00e7\u00f5es n\u00e3o lineares.
A demanda por poder computacional n\u00e3o para de aumentar, destacando-se entre os principais respons\u00e1veis por isto os programas de intelig\u00eancia artificial, capazes de uma aprendizagem autom\u00e1tica baseada em simula\u00e7\u00f5es de redes neurais. No entanto, \u00e0 medida que esses programas se tornam mais sofisticados, como os grandes modelos de linguagem, como ChatGPT e Bard, os computadores n\u00e3o est\u00e3o conseguindo acompanhar o ritmo, tanto em termos de velocidade quanto de efici\u00eancia energ\u00e9tica, com gastos descomunais de energia.
Em resposta, alguns cientistas acreditam que o caminho est\u00e1 em desenvolver sistemas de computa\u00e7\u00e3o neurom\u00f3rfica<\/a>, inspirados na estrutura e nas funcionalidades do c\u00e9rebro humano, mas usando componentes semicondutores, como memoristores e materiais de mudan\u00e7a de fase.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Outros cientistas, contudo, v\u00e3o al\u00e9m, e j\u00e1 trabalham no desenvolvimento da biocomputa\u00e7\u00e3o, uma computa\u00e7\u00e3o baseada em um hardware biol\u00f3gico. Esses biocomputadores s\u00e3o concebidos desde o projeto para executar as redes neurais e os modelos de intelig\u00eancia artificial do modo mais eficiente poss\u00edvel.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Processador vivo
<\/span><\/strong>Os organoides cerebrais<\/a>, ou\u00a0minic\u00e9rebros<\/a>, s\u00e3o agregados tridimensionais de c\u00e9lulas cultivadas artificialmente a partir de c\u00e9lulas-tronco pluripotentes humanas. Essas c\u00e9lulas desenvolvem-se e criam tecidos semelhantes aos do c\u00e9rebro, e esses tecidos s\u00e3o capazes de replicar alguns aspectos mais b\u00e1sicos da estrutura e das funcionalidades do c\u00e9rebro.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Hongwei Cai e seus colegas da Universidade de Indiana (EUA) criaram agora um sistema de computa\u00e7\u00e3o neurom\u00f3rfica h\u00edbrida que \u00e9 parte um hardware de computa\u00e7\u00e3o tradicional e parte um organoide cerebral. O organoide desenvolveu diferentes popula\u00e7\u00f5es de c\u00e9lulas cerebrais, incluindo neur\u00f4nios em est\u00e1gio inicial e maduros, e come\u00e7ou a desenvolver estruturas semelhantes \u00e0s zonas ventriculares, que participam da forma\u00e7\u00e3o e funcionamento das redes neurais. <\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Para fazer as computa\u00e7\u00f5es, o organoide recebe entradas por meio de estimula\u00e7\u00e3o el\u00e9trica, e envia os resultados (ou sa\u00eddas) por meio de atividade neural, como qualquer c\u00e9rebro biol\u00f3gico.
Os cientistas ent\u00e3o incorporaram o organoide em um tipo de rede neural artificial, conhecida como computa\u00e7\u00e3o de reservat\u00f3rio<\/a>, onde ele funcionou como uma camada din\u00e2mica de reservat\u00f3rio f\u00edsico, capaz de receber e lembrar informa\u00e7\u00f5es com base em uma sequ\u00eancia de sinais el\u00e9tricos de entrada. Enquanto isso, um hardware de computador normal foi usado para as camadas de entrada e sa\u00edda, com a camada de sa\u00edda sendo um sistema de intelig\u00eancia artificial comum treinado para ler a camada do reservat\u00f3rio e fazer previs\u00f5es ou classifica\u00e7\u00f5es a partir dos dados de entrada.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Descontrole da intelig\u00eancia artificial
<\/span><\/strong>A equipe demonstrou a capacidade do sistema utilizando o brainoware em uma tarefa de reconhecimento de fala. A tarefa consistia em reconhecer os sons das vogais japonesas gravadas por oito falantes masculinos diferentes, totalizando 240 clipes de \u00e1udio. O sistema melhorou com o treinamento, atingindo uma precis\u00e3o de aproximadamente 78%.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

O sistema de biocomputa\u00e7\u00e3o<\/a> tamb\u00e9m foi usado para prever um mapa de H\u00e9non, um sistema din\u00e2mico n\u00e3o linear cujo comportamento \u00e9 extremamente sens\u00edvel a pequenas mudan\u00e7as nas condi\u00e7\u00f5es iniciais, ou seja, um sistema ca\u00f3tico. Quando comparado com redes neurais artificiais com mem\u00f3ria de longo prazo, o novo sistema h\u00edbrido apresentou uma precis\u00e3o s\u00f3 ligeiramente inferior ao usar o mesmo conjunto de dados.
\u00c9 claro que a cria\u00e7\u00e3o de hardwares baseados em c\u00e9lulas cerebrais reais<\/a>, ou\u00a0computa\u00e7\u00e3o de base biol\u00f3gica<\/a>, leva ao extremo as preocupa\u00e7\u00f5es com a\u00a0perda de controle da intelig\u00eancia artificial<\/a>. <\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

\u00c0 medida que a sofistica\u00e7\u00e3o destes sistemas organoides aumenta, \u00e9 fundamental que a comunidade examine a mir\u00edade de quest\u00f5es neuro\u00e9ticas que cercam os sistemas de biocomputa\u00e7\u00e3o que incorporam tecido neural humano. Pode levar d\u00e9cadas at\u00e9 que sistemas gerais de biocomputa\u00e7\u00e3o possam ser criados, mas \u00e9 prov\u00e1vel que esta pesquisa gere insights fundamentais sobre os mecanismos de aprendizagem, o desenvolvimento neural e as implica\u00e7\u00f5es cognitivas das doen\u00e7as neurodegenerativas,” afirmaram pesquisadores n\u00e3o envolvidos na pesquisa em um coment\u00e1rio encomendado pela revista Nature Electronics, que publicou o trabalho.<\/span><\/p><\/blockquote>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Bibliografia:
<\/span><\/span><\/strong>Artigo: Brain organoid reservoir computing for artificial intelligence
Autores: Hongwei Cai, Zheng Ao, Chunhui Tian, Zhuhao Wu, Hongcheng Liu, Jason Tchieu, Mingxia Gu, Ken Mackie, Feng Guo
Revista: Nature Electronics
DOI: 10.1038\/s41928-023-01069-w<\/p>\n\n\n\n

Artigo: Reservoir computing with brain organoids
Autores: Lena Smirnova, Brian Caffo, Erik C. Johnson
Revista: Nature Electronics
DOI: 10.1038\/s41928-023-01096-7<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure><\/div>\n\n\n\n

Fonte: Inova\u00e7\u00e3o Tecnol\u00f3gica<\/a><\/em><\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

O c\u00e9rebro ciborgue de laborat\u00f3rio consegue fazer contas e entender o que voc\u00ea est\u00e1 dizendo Cientistas come\u00e7aram a mesclar a intelig\u00eancia artificial que roda nos computadores com um “hardware biol\u00f3gico”, um c\u00e9rebro artificial formado por c\u00e9lulas vivas, cultivado em laborat\u00f3rio, criando o que a equipe chama de brainoware. 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