Una nueva colaboración entre la Universidad Northwestern y Georgia Tech ha avanzado en el desarrollo de una neurona electroquímica orgánica de alto rendimiento que opera dentro del rango de frecuencia de las neuronas humanas.
El estudio, descrito en un artículo publicado recientemente en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), es relevante debido a que podría cambiar el rumbo de los robots inteligentes y otros sistemas que actualmente se ven obstaculizados por sistemas de detección menos potentes que los de un ser humano.
Los científicos también crearon un sistema de percepción completo mediante el diseño de materiales orgánicos adicionales y la integración de sus neuronas diseñadas con receptores táctiles artificiales y sinapsis, lo que permite la detección y el procesamiento de señales táctiles en tiempo real.
Avances en electrónica orgánica
Los procesos biológicos diseñados artificialmente, como los sistemas de percepción, han sido un objetivo desafiante para los expertos en electrónica orgánica debido a la dependencia de los sentidos humanos de una red adaptativa de neuronas sensoriales que se comunican disparándose en respuesta a estímulos ambientales.
“El estudio destaca un progreso significativo en la electrónica orgánica y su aplicación para cerrar la brecha entre la biología y la tecnología”, dijo uno de los autores, Yao Yao, profesor de ingeniería de Northwestern. “Creamos una neurona artificial eficiente con una huella reducida y características neuronales excepcionales. Aprovechando esta capacidad, desarrollamos un sistema completo de percepción neuromórfica táctil para imitar procesos biológicos reales”.
Según otro autor, Tobin J. Marks, profesor de química Charles E. y Emma H. Morrison de Northwestern en el Weinberg College of Arts and Sciences, los circuitos neuronales artificiales existentes tienden a activarse dentro de un rango de frecuencia estrecho.
“La neurona sintética en este estudio logra un rendimiento sin precedentes en la modulación de frecuencia de activación, ofreciendo un rango 50 veces más amplio que los circuitos neuronales electroquímicos orgánicos existentes”, dijo Marks. “En cambio, las características neuronales excepcionales de nuestro dispositivo lo convierten en un logro avanzado en neuronas electroquímicas orgánicas”.
Con la inmensa red de 86 mil millones de neuronas humanas listas para funcionar, los sistemas de detección siguen siendo difíciles de recrear. Los científicos están limitados tanto por el tamaño del diseño como por la cantidad que pueden crear.
En futuros modelos, el equipo espera reducir aún más el tamaño del dispositivo, lo que acercará el proyecto un paso más a imitar por completo los sistemas de detección humanos.
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