Investigadores descubren un material que puede aprender como el cerebro
Investigadores de la EPFL han descubierto que el dióxido de vanadio (VO2), un compuesto utilizado en electrónica, es capaz de "recordar" todo el historial de estímulos externos anteriores. Se trata del primer material que se identifica como poseedor de esta propiedad, aunque podría haber otros.
Dióxido de vanadio (VO2), un compuesto capaz de "recordar" todo el historial de estímulos externos anteriores.
POWERlab / 2022 EPFL
Mohammad Samizadeh Nikoo, estudiante de doctorado del Laboratorio de Investigación en Electrónica de Potencia y Banda Ancha (POWERlab) de la EPFL, hizo un descubrimiento casual durante su investigación sobre las transiciones de fase en el dióxido de vanadio (VO2). El VO2 tiene una fase aislante cuando está relajado a temperatura ambiente, y experimenta una brusca transición de aislante a metal a 68 °C, donde cambia su estructura reticular. Clásicamente, el VO2 presenta una memoria volátil: "el material vuelve al estado aislante justo después de eliminar la excitación", dice Samizadeh Nikoo. Para su tesis, se propuso descubrir cuánto tarda el VO2 en pasar de un estado a otro. Pero su investigación le llevó por un camino diferente: tras realizar cientos de mediciones, observó un efecto de memoria en la estructura del material.
Un descubrimiento inesperado
En sus experimentos, Samizadeh Nikoo aplicó una corriente eléctrica a una muestra de VO2. "La corriente se movía a través del material, siguiendo un camino hasta que salía por el otro lado", explica. A medida que la corriente calentaba la muestra, hacía que el VO2 cambiara de estado. Y una vez que la corriente había pasado, el material volvía a su estado inicial. Samizadeh Nikoo aplicó entonces un segundo pulso de corriente al material y vio que el tiempo que tardaba en cambiar de estado estaba directamente relacionado con la historia del material. "El VO2 parecía 'recordar' la primera transición de fase y anticipar la siguiente", explica el profesor Elison Matioli, que dirige el POWERlab. "No esperábamos ver este tipo de efecto de memoria, y no tiene nada que ver con los estados electrónicos, sino con la estructura física del material. Es un descubrimiento novedoso: ningún otro material se comporta así".
Una memoria de hasta tres horas
Los investigadores continuaron descubriendo que el VO2 es capaz de recordar su estímulo externo más reciente hasta tres horas. "El efecto de memoria podría, de hecho, persistir durante varios días, pero actualmente no tenemos los instrumentos necesarios para medirlo", dice Matioli.
El descubrimiento del equipo de investigación es importante porque el efecto de memoria que observaron es una propiedad innata del propio material. Los ingenieros dependen de la memoria para realizar todo tipo de cálculos, y los materiales que pueden mejorar el proceso de cálculo ofreciendo mayor capacidad, velocidad y miniaturización están muy solicitados. El VO2 cumple estos tres requisitos. Además, su memoria continua y estructural lo diferencia de los materiales convencionales que almacenan los datos como información binaria dependiente de la manipulación de los estados electrónicos.
Los investigadores realizaron una serie de mediciones para llegar a sus conclusiones. También corroboraron sus resultados aplicando el nuevo método a diferentes materiales en otros laboratorios del mundo. Este descubrimiento replica bien lo que ocurre en el cerebro, ya que los interruptores VO2 actúan igual que las neuronas.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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