Ana Correia, Bruno Saraiva, Guilherme Carvalho, Hélder Avelar, Luís Outeiro e Pedro Machado (CTM)

Ana Correia, Bruno Saraiva, Guilherme Carvalho, Hélder Avelar, Luís Outeiro e Pedro Machado (CTM)

“A coordenação do CTM propõe para ‘Extraordinários’ os investigadores Ana Correia, Bruno Saraiva, Guilherme Carvalho, Hélder Avelar, Luís Outeiro e Pedro Machado*. Esta nomeação é sustentada no desenvolvimento de um circuito integrado CMOS para computação neuromórfica. A arquitetura proposta inclui aspetos inovadores muito relevantes face ao estado da arte, nomeadamente no que diz respeito à conceção de um método de conversão tempo-amplitude muito eficiente e preciso. Trata-se de um trabalho que decorre no âmbito do projeto THEIA, em parceria com a BOSCH, que representa uma etapa muito relevante na consolidação das atividades de investigação em hardware avançado e altamente eficiente para computação. Esta é uma área de extrema importância à escala global, que contribuirá para impulsionar o aparecimento de novos paradigmas de inteligência artificial, o que demonstra a grande relevância do trabalho desenvolvido por estes investigadores”.

– Coordenação do CTM

A nomeação decorre do desenvolvimento de um circuito integrado CMOS para computação neuromórfica. Em que consiste este circuito?

Este é um circuito neuromórfico que, como indica o nome, tenta imitar a forma como o cérebro processa e transmite informação. Dito isto, o circuito contém estruturas equivalentes, em funcionalidade, a neurónios e sinapses que encontramos no cérebro humano. As sinapses foram organizadas numa estrutura de crossbar e têm como entradas impulsos de neurónios vindos de uma camada anterior. Tal como numa rede neuronal tradicional, os inputs aos neurónios da camada posterior correspondem a uma soma ponderada dos impulsos, com pesos definidos pelas sinapses.

A arquitetura que desenvolveram apresenta também uma série de aspetos inovadores face ao estado da arte. Que aspetos inovadores são estes e qual o seu contributo para o aparecimento de novos paradigmas de inteligência artificial?

Atualmente, há muitos grupos a desenvolver investigação na área de computação neuromórfica; no entanto, contribuímos com hardware único, com pesagem efetuada no domínio temporal e com memórias não voláteis, mantendo ainda assim uma pegada energética baixa. O aspeto mais inovador neste circuito foi o uso de impulsos de diferentes larguras para substituir o tradicional método de pesagem nas amplitudes. Isto faz com que o circuito recorra menos ao uso de conversores digitais-analógicos tradicionais, responsáveis por um custo de área bastante elevado comparativamente aos restantes elementos do design. Outro aspeto bastante importante na implementação é a localização das memórias dentro das unidades de processamento, agilizando muito mais a transferência de dados entre as partes.

Do que mais gostam no vosso trabalho?

O design de circuitos integrados é uma das nossas paixões e podemos dizer que grande parte do que nos motiva a desenvolver este trabalho é vermos um produto final complexo e o sentido de realização que nos traz. Outro grande ponto a assinalar é o espírito de equipa e a camaradagem que projetos desta envergadura envolvem. Podemos dizer com confiança que, após este projeto, somos uma equipa mais forte e unida.

Como comentam esta nomeação?

Foi uma grande surpresa e estamos obviamente muito gratos pelo reconhecimento deste trabalho. Gostaríamos também de deixar um enorme agradecimento ao Prof. Vítor Grade Tavares e ao Prof. Manuel Cândido Duarte, mentores deste projeto, que dedicaram muito do seu tempo para garantir que este circuito integrado fosse desenvolvido.

* o investigador Pedro Machado já não se encontra vinculado ao INESC TEC.