Un material que imita la forma del cervell per guardar la informació

Una recerca dirigida pel Departament de Física de la UAB ha desenvolupat un material magnètic capaç d’imitar la manera com el cervell emmagatzema la informació. La investigació, en col·laboració amb el Sincrotó ALBA, l’Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia i l’ICMAB, ha permès emular la comunicació entre les neurones i per primer cop imitar l’aprenentatge que es produeix durant el son profund. El nou material es basa en una capa prima de mononitrur de cobalt on s’aplica un camp elèctric que permet controlar l’acumulació d’ions que hi ha entre la capa i un electròlit líquid. Aquesta connexió artificial pot ser la base d’un nou paradigma de computació alternatiu als ordinadors actuals, asseguren els investigadors.

Els investigadors han aconseguit un control sense precedents de l’evolució de la imantació en un material. En aplicar polsos de voltatge, s’han pogut emular processos com la memòria, el processat d’informació, la recuperació d’informació i, per primer cop, l’actualització controlada d’informació sense voltatge aplicat. Aquest control s’ha aconseguit modificant el gruix de les capes de mononitrur de cobalt -que determina la velocitat dels ions- i la freqüència dels polsos.

Els autors de la recerca destaquen que la disposició del material permet controlar les propietats magnetoiòniques no tan sols en aplicar el voltatge, sinó també, per primer cop, en deixar d’aplicar-lo. Un cop l’estímul extern de voltatge desapareix, la imantació del sistema pot reduir-se o bé incrementar-se en funció del gruix del material i del protocol de com s’ha aplicat prèviament el voltatge.  

Aquest nou efecte, mai observat fins ara, asseguren que obre un ampli ventall d’oportunitats per a noves funcions de computació neuromòrfica. Ofereix una nova funció lògica que permet, per exemple, la possibilitat d’imitar l’aprenentatge neuronal que es produeix després de l’estimulació del cervell, quan dormim profundament. Aquesta funcionalitat no es pot emular mitjançant cap altre tipus de material neuromòrfic existent.   

La recerca, publicada a la revista Materials Horizons, ha estat dirigida pels investigadors del Departament de Física de la UAB Jordi Sort, també investigador de la Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA), i Enric Menéndez, professor lector Serra Húnter.