![Crédito: Anais da Academia Nacional de Ciências (2025). Doi: 10.1073/pnas.2414879122 Os cientistas imitam processos biológicos reais usando neurônios sintéticos](https://i0.wp.com/scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2025/scientists-mimic-real.jpg?resize=800%2C530&ssl=1)
Crédito: Anais da Academia Nacional de Ciências (2025). Doi: 10.1073/pnas.2414879122
Os processos biológicos projetados artificialmente, como os sistemas de percepção, continuam sendo um alvo indescritível para especialistas em eletrônicos orgânicos devido à dependência dos sentidos humanos em uma rede adaptativa de neurônios sensoriais, que se comunicam disparando em resposta a estímulos ambientais.
Uma nova colaboração entre a Northwestern University e a Georgia Tech desbloqueou um novo potencial para o campo, criando um novo neurônio eletroquímico orgânico de alto desempenho (OECN) que responde dentro da faixa de frequência dos neurônios humanos. A equipe também construiu um sistema completo de percepção, projetando outros materiais orgânicos e integrando seus neurônios projetados com receptores e sinapses de toque artificiais, o que permitia que a detecção e processamento de sinal tátil em tempo real.
A pesquisa, descrita em um artigo em Anais da Academia Nacional de Ciênciaspoderia mover a agulha em robôs inteligentes e outros sistemas atualmente frustrados por sistemas de detecção que são menos poderosos que os de um humano.
“O estudo destaca um progresso significativo na eletrônica orgânica e sua aplicação na ponte entre biologia e tecnologia”, disse o primeiro autor Yao Yao, professor de engenharia do noroeste. “Criamos um neurônio artificial eficiente com pegada reduzida e excelentes características neuronais. Aproveitando essa capacidade, desenvolvemos um sistema completo de percepção neuromórfica tátil para imitar processos biológicos reais”.
De acordo com o autor correspondente Tobin J. Marks, Charles E. e Emma H. Morrison, Professor de Química da Faculdade de Artes e Ciências de Weinberg, os circuitos neurais artificiais existentes tendem a disparar dentro de uma faixa de frequência estreita.
“O neurônio sintético neste estudo alcança desempenho sem precedentes na modulação da frequência de disparo, oferecendo uma faixa 50 vezes mais ampla que os circuitos neurais eletroquímicos orgânicos existentes”, disse Marks. “Por outro lado, as excelentes características neuronais do nosso dispositivo o estabelecem como uma conquista avançada em neurônios eletroquímicos orgânicos”.
Marks é pesquisador nas áreas de química organometálica, catálise química, ciência de materiais, eletrônica orgânica, fotovoltaicos e nanotecnologia. Ele também é professor de ciência e engenharia de materiais e professor de engenharia química e biológica na Escola de Engenharia McCormick da Northwestern e como professor de física aplicada. Seu co-correspondente autor Antonio Facchetti, professor da Escola de Ciência e Engenharia de Materiais da Georgia Tech, também serve como professor adjunto de química na Northwestern.
“Este estudo apresenta o primeiro sistema completo de percepção tátil neuromórfica baseada em neurônios artificiais, que integra receptores táteis artificiais e sinapses artificiais”, disse Facchetti. “Isso demonstra a capacidade de codificar estímulos táteis em sinais neuronais picantes em tempo real e traduzi-los em respostas pós-sinápticas”.
A equipe abrangeu departamentos e escolas, com pesquisadores especializados em síntese orgânica, criando materiais avançados que os pesquisadores eletrônicos de dispositivos incorporaram ao projeto e fabricação de circuitos e integração do sistema.
Com a imensa rede do cérebro humano de 86 bilhões de neurônios preparados para disparar, os sistemas de detecção permanecem difíceis de recriar. Os cientistas são limitados pela pegada do design e pela quantidade que podem criar. Em modelos futuros, a equipe espera reduzir ainda mais o tamanho do dispositivo, levando o projeto a um passo mais perto de imitar totalmente os sistemas de detecção humana.
Yao Yao et al, um neurônio eletroquímico orgânico para um sistema de percepção neuromórfica, Anais da Academia Nacional de Ciências (2025). Doi: 10.1073/pnas.2414879122
Fornecido pela Northwestern University
Citação: Os neurônios sintéticos que imitam processos humanos podem levar a robótica mais inteligente (2025, 29 de janeiro) recuperado em 29 de janeiro de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-01-syntetic-neurons-mimic-human-sarter.html
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