“Bicentenário da Independência: 200 anos de ciência, tecnologia e inovação no Brasil e 96 anos de contribuição da UFV”.

8 a 10 de novembro de 2022

Trabalho 16589

ISSN 2237-9045
Instituição Universidade Federal de Viçosa
Nível Graduação
Modalidade Pesquisa
Área de conhecimento Ciências Exatas e Tecnológicas
Área temática Física da Matéria Condensada
Setor Departamento de Física
Bolsa FAPEMIG
Conclusão de bolsa Não
Apoio financeiro FAPEMIG
Primeiro autor Arthur Santos Zimerer
Orientador CLODOALDO IRINEU LEVARTOSKI DE ARAUJO
Título Computação neuromórfica com osciladores spintrônicos
Resumo O desenvolvimento de computadores sempre foi baseado em efetuar, facilitar e automatizar tarefas do cérebro humano. Entretanto, uma diferença fatal entre o sintético e o biológico é o enorme gasto de energia para transportar informações da memória para a unidade de processamento central de um computador, enquanto o cérebro tem uma arquitetura descentralizada, com alta interconectividade entre os componentes, cerca de 10000 sinapses por neurônio. Uma das hipóteses para a forma com que o cérebro associa eventos de fontes diferentes é o mecanismo de ‘associação por sincronização’, que consiste na sincronização transitória de grandes grupos de neurônios, criando sinais oscilatórios fortes. Neste trabalho, tentamos emular este mecanismo através do uso de nano-osciladores spintrônicos, que devem se sincronizar no caso de inputs que correspondem a uma categoria específica, e permanecerem sem sincronia caso contrário. Além disso, também mostramos a possibilidade de controlar com precisão a sincronização dos osciladores. Para tal, usamos o software de simulação micromagnética mumax3 para determinar uma arquitetura de oscilador funcional em escala nanométrica, onde é possível aplicar uma densidade de corrente em determinada região para gerar a rotação de uma parede de domínio presa em defeito em forma de T. Demonstramos na simulação que é possível sincronizar osciladores com frequências próximas, e determinamos a amplitude dessa sincronização. Além disso, também é mostrado um exemplo de uma tarefa simples de reconhecimento de sequências temporais. A tecnologia desenvolvida neste trabalho pode ser uma das alternativas de aproximar computadores do funcionamento incrivelmente otimizado de um cérebro, sem perder a capacidade de cálculos matemáticos de um computador convencional. Algumas das possíveis aplicações de dispositivos com redes de nano-osciladores spintrônicos são: reconhecimento de voz, reconhecimento facial, veículos autônomos e a predição de modelos econômicos e valores de ações. A especificidade dispositivo-tarefa permitiria uma otimização do sistema muito maior do que a alternativa de usar um computador convencional para estes casos, reduzindo gastos energéticos e cumprindo as tarefas em menos tempo.
Palavras-chave nanomagnetismo, inteligência artificial, spintrônica
Forma de apresentação..... Painel
Link para apresentação Painel
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