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Ciência

Intel apresenta maior computador neuromórfico inspirado no cérebro

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Intel apresenta maior computador neuromórfico inspirado no cérebro

Computador neuromórfico

A Intel usou seu processador neuromórfico Loihi 2 para construir o maior computador usando uma arquitetura que imita o cérebro construído até agora.

O sistema, batizado de Hala Point, é formado por 1.152 processadores Loihi 2 montados em seis racks padrão usados em gabinetes de servidores, o que equivale a um volume equivalente ao de um forno de micro-ondas. São 1,15 bilhão de neurônios artificiais, capazes de executar 380 trilhões de operações sinápticas por segundo.

Embora uma comparação direta com um computador eletrônico tradicional seja complicada, a Intel afirma que o Hala Point consome 100 vezes menos energia do que um sistema tradicional ao rodar problemas de otimização combinatória. A maior eficiência energética sempre foi um dos principais argumentos para o desenvolvimento de arquiteturas baseadas em componentes que imitam os neurônios e as sinapses, como os memoristores.

“O Hala Point é o primeiro sistema neuromórfico em grande escala a demonstrar eficiências computacionais de última geração em cargas de trabalho de inteligência artificial convencionais. A caracterização mostra que ele pode suportar até 20 quatrilhões de operações por segundo, ou 20 petaops, com uma eficiência superior a 15 trilhões de operações de 8 bits por segundo por watt (TOPS/W) ao executar redes neurais profundas convencionais,” anunciou a Intel.

Intel apresenta maior computador neuromórfico inspirado no cérebro

O computador neuromórfico é baseado em processadores Loihi 2, mas também possui milhares de processadores x86.

Promessas e dificuldades

O primeiro protótipo do computador neuromórfico Hala Point ficará instalado no Laboratório Nacional Sandia, nos EUA, cuja equipe planeja usá-lo justamente para desenvolver uma nova ciência da computação baseada no cérebro.

A principal diferença em termos de arquitetura é que a computação neuromórfica é uma implementação de computação na memória, ou seja, os dados não precisam trafegar entre a memória e o processador – assim como no cérebro, computação e memória ocorrem nos mesmos “componentes”.

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Parece simples, mas quando se trata do uso prático, especificamente de como programar os computadores, existem quase tantas diferenças entre um computador comum e um computador neuromórfico quanto as que existem entre um computador comum e um computador quântico. Assim, se não sabemos ainda como programar os computadores quânticos, precisamos igualmente teorizar e implementar linguagens de programação neuromórfica, o que inclui os compiladores, que traduzem os comandos das linguagens de programação em instruções que os componentes neuromórficos entendem.

Por exemplo, os números de desempenho anunciados pela Intel, que foram alcançados pelo Hala Point, são comparáveis ao que se obtém com arquiteturas construídas com unidades de processamento gráfico (GPUs) e unidades centrais de processamento (CPUs). Contudo, a comparação é complicada porque os programas de treinamento de IA atuais não rodam diretamente em um hardware neuromórfico.

Assim, o anúncio da empresa de que os “recursos exclusivos do Hala Point poderão permitir o futuro aprendizado contínuo em tempo real para aplicações de IA, como solução de problemas científicos e de engenharia […], grandes modelos de linguagem (LLMs) e agentes de IA” deve ser visto com cautela, pelo menos a curto prazo.

Intel apresenta maior computador neuromórfico inspirado no cérebro

A comparação com os computadores eletrônicos ainda é motivo de controvérsia entre os especialistas. [Imagem: Intel]

Trilhando o caminho

Os processadores neuromórficos Loihi 2, que formam a base do Hala Point, usam princípios de computação como as redes neurais de picos (SNNs) assíncronas e baseadas em eventos, memória e computação integradas e conexões esparsas e em constante mudança. Os neurônios artificiais que compõem o processador se comunicam diretamente entre si, em vez de se comunicarem através da memória, o que é uma das principais razões para a redução no consumo geral de energia.

Além dos 1.1152 processadores neuromórficos, o sistema Hala Point também inclui 2.300 processadores eletrônicos comuns, para conexão com o mundo exterior e para rodar programas comparativos. O consumo geral de energia do sistema alcançou um máximo de 2.300 watts durante os primeiros testes, fornecendo um total de 16 petabytes por segundo (PB/s) de largura de banda de memória, 3,5 PB/s de largura de banda de comunicação entre núcleos e 5 terabytes por segundo (TB/s) de largura de banda de comunicação entre chips.

“Juntamente com um ecossistema de mais de 200 membros da Comunidade de Pesquisa Neuromórfica Intel (INRC), incluindo importantes grupos acadêmicos, laboratórios governamentais, instituições de pesquisa e empresas em todo o mundo, a Intel está trabalhando para ampliar os limites da IA inspirada no cérebro e fazer progredir esta tecnologia, partindo de protótipos de pesquisa rumo a produtos comerciais líderes do setor nos próximos anos,” finalizou a empresa.


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Ciência

Peixe que era dado como extinto volta a ser visto na Austrália

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peixe conhecido como Australian brook lamprey, que em português pode ser traduzido como lampreia australiana do ribeiro, é uma espécie que parecia estar extinta. Acreditava-se que vivia apenas em alguns córregos próximos à fronteira entre os estados de New South Wales e Victoria.

Porém, cientistas da Universidade de Griffith acabam de encontrá-la em Queensland – a 1,4 mil quilômetros da região que era conhecida como seu único habitat desde então. A descoberta foi publicada no periódico Endangered Species Research.

E isso não é tudo. Através dos indivíduos vivendo em Queensland, essa é a única espécie de lampreia encontrada em águas tropicais.

Apesar da aparência assustadora, essa lampreia não é um parasita – como algumas de suas “primas”. Mas, por ser confundida com aquelas que sugam sangue humano, sua preservação foi tida como pouco importante por muito tempo. Essa é apontada como uma das causas para sua quase extinção.

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Fato Novo com informações e imagens: Revista Galileu

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Brasil

Brasileira recebe prêmio internacional por sua pesquisa sobre metabolismo

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Você sabe o que te faz funcionar como ser vivo? A resposta é simples: o seu metabolismo energético. Este é o ramo fascinante de estudo da cientista brasileira Alicia Juliana Kowaltowski, que será homenageada por sua pesquisa no próximo dia 28 de maio na sede da UNESCO em Paris, na França. Ela é uma das cinco vendedoras do Prêmio Internacional L’Oréal–UNESCO Para Mulheres na Ciência 2024.

A premiação, que está em sua 26ª edição, homenageia uma cientista mulher de cada continente por seus projetos pioneiros nas áreas das ciências da vida e do ambiente. Escolhida como representante da América Latina e Caribe, Kowaltowski produz um “trabalho crítico na compreensão dos impactos do metabolismo energético em doenças crônicas, incluindo obesidade e diabetes, e o envelhecimento”, segundo o comitê do prêmio.

Junto das demais laureadas, a brasileira foi selecionada entre 350 candidatas em todo o mundo pela Professora Brigitte L. Kieffer, membro da Academia Francesa de Ciências e ex-vencedora do programa Para Mulheres na Ciência. Todas as ganhadoras irão receber cada uma 100 mil euros (aproximadamente R$ 554, 5 mil) para investir em seus projetos, além de bolsas de estudos voltadas para doutorado e pós-doutorado.

O que é metabolismo?

Responsável pelo Laboratório de Metabolismo Energético (LME) do Instituto de Química (IQ) da Universidade de São Paulo (USP), a professora explica em entrevista à GALILEU que o metabolismo é “um conjunto de reações químicas que transformam moléculas para obter energia para os nossos corpos funcionarem”. Isso permite que a gente contraía músculos, tenha o cérebro pensando, o fígado funcionando, entre outros.

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A especialidade de Kowaltowski, que é também membro da Academia de Ciências do Estado de São Paulo e da Academia Brasileira de Ciências, é o metabolismo energético mitocondrial – aquele relacionado às mitocôndrias.

“As mitocôndrias são organelas dentro das células, que transformam a energia para essa energia poder ser usada pelo resto das células. Eu gosto de chamá-las então de baterias da célula”, conta.

Integrantes do Laboratório de Metabolismo Energético da USP — Foto: Marcos Santos/USP Imagens
Integrantes do Laboratório de Metabolismo Energético da USP — Foto: Marcos Santos/USP Imagens

Ao estudar o metabolismo energético dessas organelas, é possível identificar moléculas-alvo que definem como nós funcionamos normalmente ou não devido a alguma doença. ”Toda a base de uma doença que envolve alterações metabólicas vai envolver mudanças nessas moléculas e nesses processos que a gente estuda”, afirma a bioquímica, autora do livro O que é metabolismo? Como nossos corpos transformam o que comemos no que somos (2016, Oficina de Textos), que aborda como os alimentos são convertidos em moléculas que constituem nosso organismo.

Trabalho em equipe

Para Kowaltowski, o Prêmio Internacional L’Oréal–UNESCO Para Mulheres na Ciência não é somente dela, mas de toda a equipe com a qual ela trabalha. ”Às vezes eu me sinto um pouco culpada, porque um reconhecimento como esse é dado a uma indivídua como eu, mas a ciência não é uma coisa individual. É o trabalho do laboratório que está sendo premiado, no fundo. E esse trabalho envolve muitas outras pessoas.”

Integrantes do Laboratório de Metabolismo Energético da USP — Foto: Marcos Santos/USP Imagens
Integrantes do Laboratório de Metabolismo Energético da USP — Foto: Marcos Santos/USP Imagens

O grupo da pesquisadora no LME busca entender quais processos estão alterados a nível celular e, por isso, utiliza células humanas de diferentes tipos, como do coração, fígado e pele. Por lá, eles também fazem estudos com ratos e camundongos que recebem diferentes dietas, seja para ficarem obesos ou mais magros.

Com isso, a equipe pode avaliar como as dietas mudam o metabolismo energético e também como essas mudanças de metabolismo estão relacionadas com doenças associadas à obesidade. “A gente pode descobrir operações metabólicas envolvidas no desenvolvimento de diabetes, por exemplo, ou no desenvolvimento de doença cardíaca, doença do fígado, do cérebro, etc”, afirma Kowaltowski.

Esse trabalho é particularmente importante levando em conta que, até 2025 o mundo terá aproximadamente 167 milhões de pessoas – adultos e crianças – menos saudáveis por estarem acima do peso ou obesas, de acordo com dados da Organização Mundial da Saúde (OMS). “A obesidade limita o tempo de vida, tanto de humanos quanto de modelos animais que a gente estuda e também promove várias doenças associadas à idade.”

Mulheres cientistas

O L’Oréal–UNESCO Para Mulheres na Ciência já homenageou mais de 4,4 mil mulheres, incluindo 132 ganhadoras de prêmios internacionais e mais de 4 mil jovens pesquisadoras. Entre as laureadas, 7 receberam o Prêmio Nobel de Ciência.

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No Brasil, a participação de mulheres como autoras de publicações científicas cresceu 29% nos últimos 20 anos, conforme relatório da Elsevier-Bori. Apesar disso, segundo o Banco Mundial e o Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação, o país investe apenas cerca de 1,2% do PIB em pesquisa e desenvolvimento.

Já no mundo, dados da Unesco apontam que as mulheres representam somente 33,3% de todos os pesquisadores e apenas 35% de todos os estudantes das áreas de STEM (engloba os ramos da ciência, tecnologia, engenharia e matemática) são mulheres.

A professora do IQ da USP admite que sua posição é um pouco diferente das demais cientistas do planeta, já que ao longo de sua carreira teve bons exemplos e notou as mulheres como maioria de suas colegas na área biológica. “A gente já quebrou o teto de vidro há muito tempo”, considera a cientista, que comanda um importante cargo de gestão como presidente eleita da Sociedade Brasileira de Bioquímica e Biologia Molecular (SBBq).

De acordo com Kowaltowski, “se você dá condições iguais, se você tem exemplos, você consegue”. E o Prêmio Internacional L’Oréal–UNESCO Para Mulheres na Ciência serve justamente para isso: dar um exemplo positivo a outras cientistas. “Você cria essa ideia na cabeça das pessoas, ‘de que eu também posso ser’ [cientista]”, diz a professora.

Entre as pesquisas em andamento no Laboratório de Metabolismo Energético da USP, está uma investigação sobre os mecanismos pelos quais células respondem a diferentes níveis de nutrientes e um estudo sobre como o metabolismo muda com o estrogênio, hormônio sexual feminino. “A gente vai sempre continuar pensando em novas perguntas metabólicas para a gente responder”, garante a professora.

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Além da premiação internacional que a brasileira conquistou, o Grupo L’Oréal no Brasil realiza localmente o Para Mulheres na Ciência em parceria com a Academia Brasileira de Ciências e a UNESCO no Brasil, premiando sete pesquisadoras com uma bolsa-auxílio de R$ 50 mil reais nas áreas de Ciências da Vida, Ciências Físicas, Ciências Químicas e Matemática. As inscrições de 2024 estão abertas até o dia 10 de junho. Você pode se inscrever através deste link.


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Ciência

Inteligência artificial devolve voz a paciente que perdeu a fala

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A clonagem de voz com inteligência artificial (IA) causa preocupação, mas a tecnologia também pode ajudar pessoas afetadas por tumores e derrames. Foi o caso de uma jovem americana que perdeu a voz após remover um grande tumor na parte posterior do cérebro.

Alexis Bogan, 21 anos, não conseguiu recuperar a fala mesmo após meses de reabilitação. Tudo mudou em abril, quando um clone de voz gerado com tecnologia da OpenAI a permitiu conversar novamente.

Como funciona o clone da voz feito por IA?
  • A nova voz gerada por IA surgiu de um registro de 15 segundos de um vídeo produzido pela adolescente quando estava na escola.
  • Ela digita algumas palavras ou frases em seu telefone e o aplicativo lê instantaneamente em voz alta.
  • A voz clonada pode dizer tudo o que ela quiser.
  • Segundo o Euronews, Bogan é uma das primeiras pessoas que conseguiu recriar uma voz perdida usando o novo Voice Engine da OpenAI.
Jovem digita resposta à pergunta com um aplicativo que clonou sua voz perdida. Imagem: Reprodução/Josh Reynolds/AP
Projeto começou no início de 2024

Segundo os médicos que cuidam do caso, a empresa entrou em contato no início de 2024 em busca por aplicações promissoras para o seu novo gerador de voz de IA. Alexis foi a escolhida como paciente piloto e teve que encontrar uma gravação adequada de sua voz para “treinar” o sistema de IA. Os médicos alimentaram o sistema com apenas um clipe de 15 segundos.

Em abril, um aplicativo especial foi instalado no telefone da jovem para se comunicar. Lexi diz que recuperou a confiança e usa o app cerca de 40 vezes por dia para fazer compras e falar com as crianças da pré-escola, onde trabalha como professora auxiliar: “Mesmo que eu não tenha minha voz totalmente recuperada, tenho algo que me ajuda a encontrar minha voz novamente”, disse Bogan em entrevista ao Euronews.

Ilustração de inteligência artificial falando
Segundo a OpenAI, uma breve mensagem de voz deixada no passado para um parente, por exemplo, pode ser suficiente para criar um clone de voz. Imagem: ArtemisDiana/Shutterstock

Os especialistas já começaram a clonar vozes de outros pacientes e esperam levar a tecnologia a hospitais em todo o mundo. A OpenAI, por sua vez, disse que está agindo com cautela na expansão do uso do Voice Engine, que ainda não está disponível publicamente: “Queremos ter certeza de que não será usado em contextos políticos. Por isso, adotamos uma abordagem muito limitada quanto a quem fornecemos a tecnologia”, diz a empresa.

Outras empresas também estão testando tecnologias similares para auxiliar pessoas com problemas e perda de fala. Milhões de pessoas que enfrentam condições debilitantes, como câncer de garganta ou doenças neurodegenerativas poderiam se beneficiar da novidade.

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