"Ciências Básicas para o Desenvolvimento Sustentável"
24 a 26 de outubro de 2023
Trabalho 18835
| 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 | PIBIC/CNPq |
| Conclusão de bolsa | Não |
| Apoio financeiro | CNPq |
| Primeiro autor | Arthur Santos Zimerer |
| Orientador | WINDER ALEXANDER DE MOURA MELO |
| Outros membros | CLODOALDO IRINEU LEVARTOSKI DE ARAUJO |
| Título | Nano-osciladores em Sincronia |
| 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. Também é mostrado a viabilidade dessa sincronização em escalas mais viáveis para manufatura em instalações e equipamentos disponíveis na UFV, e a sincronização transiente dos osciladores para uma corrente que simula o potencial de ação neuronal. 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 | spintrônica, computação neuromórfica, nanotecnologia |
| Forma de apresentação..... | Painel |
| Link para apresentação | Painel |
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