Foto: El chip montado en el centro de esta pequeña aeronave tiene 576 "neuronas" de silicio. Las conexiones entre estas neuronas se restablecen en respuesta a los datos recibidos de los sensores del dron.

Entre tus orejas no hay demasiado espacio, pero lo que hay ahí dentro es capaz de hacer muchas tareas imposibles para un ordenador del mismo tamaño. Tu cerebro también es muchísimo más eficaz que cualquier sistema informático en términos energéticos a la hora de interpretar el mundo visualmente o de comprender el lenguaje.

Por eso los laboratorios de universidades y empresas han estado experimentando con chips "neuromórficos", modelados a partir de las características observadas en el cerebro. Estos chips cuentan con redes de "neuronas" que se comunican mediante picos de electricidad (ver "Los chips neuromórficos tendrán una inteligencia alienígena"). Pueden ser mucho más eficaces en términos de energía que los chips convencionales y algunos incluso pueden reprogramarse automáticamente para aprender nuevas habilidades.

Ahora hay un chip neuromórfico que ha salido del laboratorio y se ha probado en un diminuto dron que pesa menos de 100 gramos.

Durante el experimento, el chip prototipo, que tiene 576 neuronas de silicio, recibió datos de los sensores ópticos, de ultrasonidos e infrarrojos de la nave mientras volaba por tres habitaciones.

La primera vez que el dron entró en cada cuarto, el patrón único de datos proveniente de los sensores respecto a las paredes, los muebles y otros objetos produjo un patrón de actividad eléctrica en las neuronas que el chip nunca había experimentado. Eso lo llevó a informar de que estaba en un nuevo espacio y también cambió cómo se conectaban sus neuronas, una burda imitación del aprendizaje en un cerebro de verdad. Esos cambios implicaron que la siguiente vez que la nave entró en el mismo cuarto lo reconoció y lo indicó como tal.

Este chip aún está muy lejos de poder aplicarse en la práctica, pero la prueba demuestra una base empírica para las ideas que han motivado la investigación en chips neuromórficos, afirma el director del Centro de Sistemas Neuronales y Emergentes de HRL, Narayan Srinivasa. "Esto demuestra que se puede aprender literalmente al vuelo bajo restricciones estrictas de tamaño, peso y energía", afirma.

El dron, construido a medida para la prueba por la empresa fabricante de drones Aerovironment, cuya sede está en California (EEUU) mide 15 cm de lado, 3 cm de alto y pesa apenas 93 gramos, batería incluída. El chip de HRL no suponía más que 18 gramos del total del peso de la nave y sólo usa 50 milivatios de potencia. Una potencia que no bastaría para que un ordenador convencional ejecute software capaz de aprender a reconocer cuartos, explica Srinivasa.

La prueba de vuelo es un reto fijado por la agencia de investigación del Pentágono, DARPA, como parte de un proyecto en el que ha financiado a HRL, IBM y otros para trabajar sobre chips neuromórfiocos. Uno de los motivos por los que DARPA está dispuesta a financiar este tipo de investigaciones es la esperanza de que los chips neuromórficos permitan a los drones militares encontrar sentido a los datos de vídeo y de sensores por sí mismos en vez de tener que retransmitirlos a la tierra para que los analicen ordenadores o humanos.

Los prototipos fabricados en el programa de DARPA, como este de HRL, han dado resultados prometedores, pero queda mucho trabajo por hacer hasta que la tecnología pueda llevar a cabo labores útiles, explica el profesor adjunto que trabaja sobre chips neuromórficos en la Universidad Boise State (EEUU), Vishal Saxena. "El mayor reto es identificar las aplicaciones y desarrollar algoritmos robustos", afirma.

Además, los investigadores se enfrentan a una situación parecida a la de la gallina y el huevo, con chips desarrollándose sin tener demasiada idea de qué algoritmos ejecutarán y algoritmos que se escriben sin una idea firme de qué diseños de chips se acabarán usando. Al mismo tiempo, los neurocientíficos siguen descubriendo cosas nuevas sobre cómo funcionan las redes de células cerebrales reales respecto a la información. "Queda mucho trabajo colectivo por hacer entre los expertos en circuitos y algoritmos y la comunidad neurocientífica", afirma Saxena.

Aún así,  Srinivasa explica que los dueños de HRL, General Motors y Boeing, ya están pensando cómo podrían comercializar la tecnología. Una opción podría ser usar chips neuromórficos para incorporar cierto grado de inteligencia a los sensores que ya se encuentran en coches, aviones y otros sistemas.