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Impresión 3d, ¿se puede fabricar un cerebro?

Impresión 3d, ¿se puede fabricar un cerebro?

La impresión 3d y las nanotecnologías están abriendo nuevas posibilidades que permitirían construir computadoras inspiradas en el cerebro.

Hace unos años la impresión en 3d parecía algo imposible. Pero conforme pasa el tiempo cada vez es algo más común, con lo que se pueden crear juguetes, utensilios o hasta órganos. ¿Será posible imprimir un día un cerebro humano, o al menos hacer que una computadora funcione como uno? 

Las tecnologías informáticas actuales pueden darnos portátiles más rápidos y ligeros, pero la IA necesita más que el equivalente a un PC de rayas más rápidas, necesita una revolución en la forma de construir los procesadores. Tal revolución puede estar a la vuelta de la esquina. La convergencia de tecnologías como la impresión 3d, las arquitecturas avanzadas de los procesadores y la nanotecnología están abriendo nuevas posibilidades radicales en cómo podríamos construir computadoras inspiradas en el cerebro en el futuro.

Si lo que pensamos que es la mente humana es el producto de una máquina biológica (aunque sea compleja), hay poco que sugiera que no tendremos algún día la capacidad de emularla. Esto es lo que está impulsando la investigación de la inteligencia artificial y la aparición de ordenadores como el Watson de IBM que se están acercando a pensar como una persona. Sin embargo, por muy poderoso que sea Watson, las técnicas de fabricación actuales nunca permitirán que tales tecnologías se vuelvan omnipresentes

La complejidad en la impresión 3D es barata

Impresión 3D, es un problema de dimensiones

Imagina dibujar cinco puntos en un papel e intentar unir cada punto entre sí, sin que ninguna de las líneas de interconexión se toquen. No puedes hacerlo. Una segunda hoja de papel superpuesta a la primera ayuda a hacer las conexiones. Pero cuantos más puntos añadas y más conexiones haya, más difícil será conectar cada punto con los demás.

Es una simple ilustración de lo difícil que es replicar la estructura física del cerebro humano, una matriz tridimensional de miles de millones de neuronas unidas por cientos de trillones de conexiones sinápticas. Las técnicas de fabricación convencionales pueden llevarnos hasta allí. 

Si los procesadores inspirados en el cerebro se van a convertir en una realidad cotidiana, necesitaremos procesos de fabricación radicalmente diferentes.

Aquí es donde la impresión en 3d entra en juego. La complejidad en la impresión 3D es barata. Y, como el nombre lo deja claro, es en tres dimensiones. Para ilustrar lo poderoso que es esto, vuelve a los puntos del problema del papel, e imagina que ahora puedes colocar no cinco, sino 5 millones de puntos, en cualquier lugar dentro de un volumen de espacio del tamaño de un galón de leche.

Ahora imagina que cada punto está conectado con todos los demás, sin que ninguna de las conexiones se superponga. La maraña de hilos y puntos que estás visualizando será increíblemente compleja. Pero no está totalmente más allá de los reinos de la posibilidad.  Aunque el nivel de interconectividad es mucho menor en tu cráneo, este tipo de estructura masivamente interconectada es una reminiscencia de lo que se ve en el cerebro humano.

Ahora imagina que podrías tomar el equivalente a un escáner cerebral de esta maraña de hilos y puntos, una rebanada a la vez, y luego alimentar cada rebanada a una impresora 3D. Lo que obtendrías sería un modelo físico de una estructura inspirada en el cerebro.

Por supuesto, sólo sería un modelo hecho de plástico o metal. Transformarlo en un cerebro artificial en funcionamiento requeriría que el alcance de esos puntos fuera una neurona artificial en funcionamiento, y que cada una de las conexiones emulara los axones y sinapsis biológicos. Pero no está tan lejos.

Desafortunadamente, los futuros chips de computadora 3D tienen un problema mayor que debe ser superado. Los procesadores generan calor. Y los procesadores de alto rendimiento generan mucho. En tres dimensiones, la eliminación del calor se convierte en una de las mayores barreras para desarrollar procesadores similares al cerebro.

Los futuros chips de computadora 3D tienen un problema mayor que debe ser superado

Los cerebros humanos tienen el mismo problema: una fiebre de sólo unos pocos grados puede ser mortal. Nuestros 

Por supuesto, aún quedan muchos más desafíos tecnológicos para la impresión 3D de una mente artificial, incluyendo la capacidad de imprimir en 3D componentes funcionales. Sin embargo, aquí, el campo de la nanotecnología está abriendo la puerta para lograr justamente esto.

La convergencia entre la impresión 3D y la nanotecnología que permitirá que los dispositivos funcionales y las arquitecturas de procesamiento se fabriquen utilizando múltiples materiales no existe todavía. Pero no es inconcebible que, un día, mi escepticismo demuestre ser injustificado, y