Investigadores descubren un material que puede aprender como el cerebro

Rubén Castro, 24 agosto 2022

Según los hallazgos de los investigadores de la EPFL, la molécula eléctrica conocida como dióxido de vanadio (VO2) puede “recordar” estímulos ambientales anteriores. Se trata de la primera pieza que contiene esta característica, aunque puede haber otras.

Mohammad Samizadeh Nikoo, un estudiante que trabaja en su doctorado, descubrió por casualidad un cambio de fase en el dióxido de vanadio (VO2). A temperatura ambiente, el VO2 se comporta como un aislante, pero experimenta una repentina transformación de aislante a metal a 68 grados Celsius. Samizadeh Nikoo añade que, una vez retirada la excitación del sistema, el material vuelve rápidamente a su estado aislante. Para su tesis, le interesaba saber cuánto tiempo tarda el VO2 en cambiar de estado. Tras realizar un gran número de mediciones, descubrió que la estructura del material tenía un efecto de memoria.

Un descubrimiento sorprendente

En el curso de sus experimentos, Samizadeh Nikoo utilizó una corriente para el VO2. Afirma que la corriente eléctrica atravesaba la sustancia y salía por el lado opuesto. El nivel de VO2 se desplazaba cuando la muestra se calentaba. Una vez finalizada la corriente eléctrica, el material volvía a su forma inicial.

Cuando Samizadeh Nikoo administró un segundo pulso de corriente, descubrió que el tiempo que tardaba el material en alterar su estado dependía de su iteración anterior. Según el profesor Elison Matioli, encargado de dirigir el POWERlab, el VO2 “recordaba” la primera transición de fase y anticipaba la siguiente. “Este efecto de memoria, que no tiene nada que ver con los estados electrónicos sino con la estructura del material, nos sorprendió; no habíamos previsto verlo. No hay ninguna otra sustancia química que actúe de esta manera”.

Memoria de tres horas

Según los resultados de la investigación, el VO2 puede recordar los estímulos externos más recientes durante un periodo de tres horas. Según Matioli, “el efecto de memoria podría durar días”, pero ahora “no tenemos los instrumentos para medirlo”.

Dado que el efecto memoria de la sustancia es una propiedad inherente, el descubrimiento es extremadamente importante. Dado que los ingenieros dependen de la memoria para realizar cálculos, existe una gran necesidad de materiales que proporcionen una mayor capacidad, además de una mayor velocidad y compacidad. El VO2 reúne las tres características. A diferencia de los materiales comunes, que sólo almacenan datos en forma de información binaria, posee una memoria que es continua y estructural.

Las conclusiones a las que llegaron los investigadores se basaron en diversos criterios. Validaron sus hallazgos aplicando el innovador método a una variedad de materiales en distintos laboratorios. Los interruptores VO2 tienen el mismo comportamiento que las neuronas, por lo que este descubrimiento se asemeja al funcionamiento del cerebro.