Cérebro de micro-ondas: Um chip analógico de inteligência artificial

Informtica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 19/08/2025

Computao com micro-ondas

Pesquisadores da Universidade de Cornell, nos EUA, desenvolveram um microchip de baixo consumo de energia que eles chamam de “crebro de micro-ondas” – o primeiro processador a computar usando a fsica das micro-ondas.

Segundo a equipe, seu processador a “primeira rede neural de micro-ondas verdadeiramente integrada”: um chip nico que realiza clculos no domnio da frequncia em tempo real, podendo executar tarefas como decodificao de sinais de rdio, rastreamento de alvos de radar e processamento digital de dados.

Uma grande vantagem que essa rede neural de micro-ondas fabricada com silcio (tecnologia CMOS). Ela ocupa um espao de subcomprimento de onda de 0,088 mm² no chip e tem um consumo de energia inferior a 200 miliwatts, permitindo que ela seja integrada em um processador analgico de uso geral.

“Como ele capaz de distorcer de forma programvel em uma ampla faixa de frequncias instantaneamente, ele pode ser reorientado para diversas tarefas computacionais,”, disse Bal Govind, que criou o chip com seu colega Maxwell Anderson. “Ele ignora um grande nmero de etapas de processamento de sinais que os computadores digitais normalmente precisam realizar.”

IA em hardware

O chip foi projetado desde o incio para funcionar como uma rede neural, um sistema computacional neuromrfico, ou seja, inspirado no funcionamento do crebro humano – esta abordagem com rede neural tambm conhecida como inteligncia artificial em hardware.

Modos interconectados, produzidos por guias de ondas ajustveis, permitem que o processador reconhea padres e aprenda com os dados. Mas, diferentemente das redes neurais em software, que dependem de operaes digitais e instrues passo a passo cronometradas por um relgio – o famoso “clock” do computador – esta nova verso utiliza um comportamento analgico e no linear.

Mais importante, ele opera no regime de micro-ondas, o que significa processar fluxos de dados na casa das dezenas de gigahertz, o que muito mais rpido do que a maioria dos chips digitais.

“Em vez de tentar imitar exatamente a estrutura das redes neurais digitais, Govind criou algo que se parece mais com uma mistura controlada de comportamentos de frequncia, que podem, em ltima anlise, fornecer computao de alto desempenho,” disse a professora Alyssa Apsel.

Usos

O chip consegue executar tanto funes lgicas de baixo nvel quanto tarefas complexas, como identificar sequncias de bits ou contar valores binrios em dados de alta velocidade. O prottipo alcanou uma preciso igual ou superior a 88% em mltiplas tarefas de classificao envolvendo vrios tipos de sinais sem fio – isso comparvel s redes neurais digitais, mas com uma frao do consumo de energia e do tamanho.

“Nos sistemas digitais tradicionais, medida que as tarefas se tornam mais complexas, so necessrios mais circuitos, mais potncia e mais correo de erros para manter a preciso,” descreveu Govind. “Mas, com nossa abordagem probabilstica, conseguimos manter alta preciso em clculos simples e complexos, sem essa sobrecarga adicional.”

A extrema sensibilidade do chip aos dados de entrada o torna adequado para aplicaes de segurana, como a deteco de anomalias em comunicaes sem fio em diversas bandas de frequncias, de acordo com os pesquisadores. “Tambm achamos que, se reduzirmos mais o consumo de energia, poderemos implant-lo em aplicaes como computao na borda,” disse Apsel. “Voc poderia implant-lo em um relgio inteligente ou celular e criar modelos nativos no seu dispositivo inteligente, em vez de ter que depender de um servidor em nuvem para tudo.”

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