O circuito
eletrônico apresenta o comportamento clássico do condicionamento observado no
campo da psicologia. Imagem: Advanced Functional Materials.
Na postagem do dia 14/01/2012 “Do princípio até a Vida” é
fácil intuir que tanto o Universo como a vida “aprende” e utiliza princípios
fundamentais que associados a comandos simples construíram a nossa realidade
utilizando à auto-organização molecular.
Fazendo uma analogia com a corrente elétrica temos:
As
grandezas tensão e corrente estão associadas ao conceito de Energia Potencial e
Energia Cinética;
A
corrente elétrica é o movimento ordenado das cargas elétricas;
Outros entes físicos, como a temperatura, influenciam a corrente
elétrica;
A corrente elétrica sempre escolhe o caminho de menor
resistência;
Ela obedece ao “Princípio da conservação da energia” às vezes chamado de "princípio
da conservação da eletricidade" ou "princípio da conservação da
energia elétrica". É válido para um sistema isolado de corpos com o
seguinte enunciado: "em um sistema isolado de corpos, a energia elétrica
total é constante, desde que não haja transformação de energia elétrica para
outras formas de energia". Com mais rigor esse princípio deve ser
enunciado para a energia eletromagnética, e não para a energia elétrica
somente. Essa verdade é chamada de princípio fundamental, porque não há como demonstrá-lo,
simplesmente é observado na Natureza.
Assim sendo observamos que a eletricidade é regida por
princípios Físicos, Químicos e Matemáticos a combinação destes associados à
mente humana nos levaram a um desenvolvimento incrível de componentes
eletrônicos os quais utilizamos em toda a escala do conhecimento humano.
Teria a eletricidade uma combinação com organismos vivos?
Para analisar tal ponto farei uma analogia ao nosso próprio corpo: O corpo
humano é composto de 64% de solução salina logo é um bom condutor de
eletricidade. A solução salina é chamada na eletrotécnica de "solução
eletrolítica" que em contato com as células nervosas, gera bioeletricidade
química.
A cada batida do nosso coração é produzido uma corrente de um ciclo por segundo
de um watt de potência elétrica dissipada. A potência elétrica e a resistência
do corpo humano variam de um individuo para outro: dependem da constituição
orgânica das células e da condutibilidade do corpo. Então na realidade o ser
humano é uma máquina elétrica, constituído dos mesmos elementos do Universo:
moléculas, átomos, prótons, nêutrons e elétrons. Segundo Einstein, todo corpo
em virtude da sua constituição atômica, possui um campo de energia eletro
magnética, tal “campo” do corpo humano pode ser fotografado por uma câmera Kirlian,
a fotografia Kirleana registra a passagem de corrente pela resistência elétrica
da superfície dos materiais, biológicos ou não. O sistema nervoso constitui a
rede de distribuição elétrica e as células são os semicondutores, funcionando à
semelhança dos diodos e transmissores.
A bioeletricidade pode ser detectada através do eletrocardiograma e do
eletroencefalograma. A tensão eletrostática gerada durante as 24 horas do dia
pode ser medida por meio de um sensível voltímetro eletrostático.
Mas como tudo na natureza, dependendo da intensidade, a corrente elétrica pode
danificar o corpo humano. No caso pode lesar os tecidos nervosos e cerebrais,
provocar coágulos nos vasos sanguíneos, paralisar a respiração e os músculos
cardíacos. A corrente elétrica pode matar imediatamente. Então a natureza “aprendeu”
a manipular tal elemento resultante de interações atômicas que sempre existiram
no universo.
Então qual o motivo da corrente elétrica sempre escolhe o
caminho de menor resistência? Quem ensinou isto a ela? Ou como ela aprendeu?
Como utilizando leis como a Lei de Ohm e Leis de Kirchhoff em associação aos componentes
básicos foi obtida um número considerável de circuitos?
Ao longo dos anos cientistas descobriram propriedades
diferentes em certos materiais ou compostos com a
passagem da corrente elétrica por eles. Com base em tais comportamentos foram desenvolvidos estudos com aplicações distintas na eletro- eletrônica e
posteriormente na computação.
Conforme já mencionado não só a vida como todo o universo “aprende”
e utiliza tal “aprendizado” na formação da matéria. Nos
seres humanos foi atingido um “marco” dessas experimentações, logo a
curiosidade, o questionamento sobre os mistérios do universo nada mais é que o
resultado destas tentativas e erros cujo objetivo é manter sempre em movimento
os aprimoramentos da natureza.
Tal princípio de “aprendizado” e “memória” foi intuído também no
campo da ciência eletroeletrônica por Leon Chua em 1971, na investigação da sexta relação entre fluxo
magnético e carga elétrica. No artigo publicado na IEEE Transactions on Circuits Theory, ele mostrou
que tal relação levaria a um dispositivo que, apesar de parecido com uma
resistência, apresentaria um comportamento diferenciado, em vez de ser constante como nos resistores comuns, a propriedade resultante
da relação entre fluxo magnético e carga elétrica teria um comportamento não
linear em termos das variáveis voltagem e corrente. Ou seja, a propriedade
teria valores diferentes para diferentes pares (v,i). Dependendo do modo como
se aplicasse a voltagem, o dispositivo apresentaria diferentes valores de
corrente e, consequentemente, diferentes valores de resistência. Esse
comportamento indica que o dispositivo teria “memória”. Em outras palavras, ele
“saberia” que, por determinado caminho, a resistência deveria ser diferente
daquela obtida quando a voltagem fosse aplicada de outro modo. Devido a este
fato, Chua denominou o dispositivo de memristor sendo, portanto um resistor que tem memória. Outras
propriedades do dispositivo foram descobertas a partir das equações deduzidas
por Chua. Além de depender da intensidade e da polaridade da voltagem aplicada
e do inverso do quadrado das dimensões do resistor, a resistência dependeria do
tempo durante o qual a voltagem permanecesse aplicada. Quando a voltagem fosse
desligada, o memristor manteria
aquela resistência por tempo indefinido, talvez para sempre, até que nova
voltagem fosse aplicada. Sim, o memristor teria
memória permanente não volátil e seria mais evidente em dispositivos
eletrônicos com dimensões em escala nanométrica. Durante mais de 35 anos esse
dispositivo foi visto apenas como uma curiosidade matemática, uma brincadeira
criativa de Leon Chua, um renomado especialista em teoria de circuitos
elétricos não lineares. Ninguém conseguia fabricar ummemristor, até que, no final de 2007, uma equipe da
Hewlett Packard (HP) liderada por R. Stanley Williams conseguiu a façanha, sem
que esse fosse o objetivo da pesquisa. Em fim tal componente seria capaz
de assemelhar-se ao funcionamento das sinapses biológicas (Sinapses são estruturas altamente
especializadas, que fazem a transmissão de um impulso nervoso de um neurônio para
outro, este impulso pode ser integrado, bloqueado e modificado existem dois
tipos de sinapses; a sinapse química, grande maioria, e a elétrica).
Tendo como principal objetivo a produção de computadores que
aprendem, assim sendo partido deste e de outros princípios descobertos pesquisadores
planejam construir comportamentos mais complexos, criando módulos de uma rede
neural em hardware que
de fato aprenda com os impulsos que receber. Sua primeira aplicação prática seria
no reconhecimento de padrões, algo muito difícil de programar nos computadores
atuais e em longo prazo a esperada criação de habilidade cognitiva em circuitos
eletrônicos poderá ser fabricado um computador com capacidade de aprender.
Não é por acaso que esta aplicação está sendo comparada a "Teoria Pavloviana da Atividade
Nervosa Superior", Pavlov e seus discípulos foram os primeiros
pesquisadores a integrar os estudos da psicologia do aprendizado com a análise
experimental da função cerebral. Eles mostraram que os reflexos condicionados
se originam no córtex cerebral, o qual, segundo as palavras de Pavlov, "é
o distribuidor primário e organizador de todas as atividades do
organismo". Ao longo de vários anos, ele e seus discípulos chegaram às leis
básicas que governam a operação do córtex cerebral no aprendizado condicionado. O perfil termal produzido pelas imagens de raios X mostra que o fenômeno
a memresistência é fortemente localizado ao redor do ponto de contato que forma
o componente, reforçando assim a similaridade com a sinapse biológica. A Imitação
das sinapses biológicas pode permitir a criação de tecnologias totalmente
novas, sobretudo na área da inteligência artificial estruturada em hardware em circuitos
capazes de “aprender” conforme executam cálculos repetidamente. Tal fato será possível,
segundo pesquisadores, pela capacidade que os memristores têm de
"lembrar" a corrente elétrica que os atravessa.
Isto parece bastante
similar ao descrito no “Princípio da Vida”; Para manter sua perpetuação a vida
utiliza-se da mente individual ou coletiva, a mente desenvolveu a inteligência
que por sua vez desenvolveu a memória. Então quando traçamos estratégias usamos
a mente, aprendemos usando a inteligência repassando e recebendo informação,
graças à memória dos nossos instrutores, tais instruções serão usadas no
aprimoramento de novas estratégias, conseguindo assim aprimorar e desenvolver o
conhecimento. Os seres humanos utilizam ainda uma importante estratégia para a
transmissão de informação e conhecimento, os assim chamados de registros de
experiências de outros feitos através da escrita e independente da transmissão
oral do conhecimento. Alias atualmente com o advento da internet, magnífica
fonte de propagação de informação, a humanidade atingiu um novo patamar de
transmissão de dados. Há até indícios de que a internet está se auto-organizando
como se fosse um supercomputador global ou até uma consciência global, em
outras palavras, a aparente desordem no universo digital seria na realidade um
encontro de interesse de bilhões de internautas espalhados pelo planeta,
convergindo para diversas tendências do conhecimento humano seja ele
construtivo ou destrutivo, assim como a ciência a internet serve aos propósitos
diversos não descriminando o “bem” ou o “mal”. Na realidade tais princípios observados
no campo da eletricidade sempre existiram nas demais formas de energia sendo a
solução encontrada pelo universo se autoconstruir, portanto tais “descobertas”
não são novidades para a natureza.
Fontes:
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