A jovem investigadora conquistou o júri, composto por vários especialistas em magnetismo, com o seu trabalho sobre o uso de redes de nanofios para tornar a computação mais eficiente.
Catarina Lemos, mestre em Engenharia Física pela Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP), foi distinguida, em Braga, com o 2º lugar do prémio de melhor póster pelo seu trabalho na área da computação neuromórfica, que imita o funcionamento do cérebro humano, e que poderá contribuir para uma nova geração de computadores mais eficientes e inteligentes. O prémio foi atribuído durante a primeira edição do workshop ibérico de magnetismo “1st Iberian Workshop in Magnetism” organizada pelo Núcleo Português de Magnetismo (NPM) e o Club Español de Magnetismo (CEMAG), no qual a alumna da FCUP apresentou a sua investigação realizada nos laboratórios do IFIMUP – Instituto de Física de Materiais Avançados, Nanotecnologia e Fotónica.
Catarina destacou-se com o póster “Magnetic Nanowire Networks as Reconfigurable Physical Reservoirs For Neuromorphic Computing“. “No trabalho que levei ao workshop decidi ir mais além do que tinha feito no mestrado: foquei-me na utilização do magnetismo para conseguir controlar redes de nanofios de modo a obter computação neuromórfica, mais eficiente e com menor consumo energético“, conta Catarina, que defendeu, no ano letivo 2024/2025, a sua dissertação de mestrado orientada por Rui Costa, Catarina Dias e João Ventura.
Em concreto, a jovem investigadora estudou o uso de redes desorganizadas de nanofios de níquel para aplicações em computação neuromórfica. “Um dos grandes desafios atuais é o elevado consumo de energia associado à computação, que é agravado pelo crescimento da inteligência artificial, tanto em grandes data centers como nas aplicações que utilizamos diariamente”, contextualiza.
Foto: DR
“O nosso cérebro continua a ser o melhor exemplo computador que existe”
As arquiteturas computacionais tradicionais, baseadas no modelo de von Neumann, apresentam limitações na forma como processam e transferem informação, tornando-se cada vez menos eficientes para responder às necessidades energéticas dos algoritmos de IA. Por esse motivo, os físicos experimentais e engenheiros físicos têm desenvolvido diferentes abordagens como a computação neuromórfica.
“O nosso cérebro continua a ser o melhor exemplo computador que existe. Até mesmo o cérebro de uma mosca é um melhor computador do que algo que tenhamos criado. Consome apenas cerca de 20 W de potência e é capaz de realizar tarefas extremamente complexas através de biliões de neurónios e triliões de sinapses”, sublinha.
Neste caso, as redes que Catarina Lemos está a estudar apresentam, precisamente, uma topologia semelhante à das redes neuronais biológicas, o que lhes confere propriedades muito interessantes para o desenvolvimento de hardware neuromórfico. A rede funciona como um reservatório computacional, explorando a sua dinâmica física para processar informação. “Durante o meu mestrado demonstrei que estas redes exibem comportamento memristivo, uma característica essencial que pode ser utilizada para este tipo de computação”, refere.
O objetivo de Catarina é aprofundar este trabalho já no próximo ano no Programa Doutoral MAP-Fis em Física. “Gosto imenso deste tema e tenho uma enorme motivação para continuar a investigar nesta área, porque acredito que a computação neuromórfica tem um enorme potencial para se tornar uma tecnologia viável e energeticamente eficiente. O que mais me fascina é mesmo a semelhança entre a topologia destas redes de nanofios e a organização do cérebro biológico”, remata.
Parte da capacidade de memória e processamento do cérebro está associada à própria estrutura das suas ligações. Desta forma, compreender e reproduzir essas características em sistemas artificiais poderá abrir caminho para uma nova geração de computadores mais eficientes e inteligentes.
O “1st Iberian Workshop on Magnetism” decorreu no INL – International Iberian Nanotechnology Laboratory de 29 de junho a 3 de julho e destinou-se principalmente a estudantes de doutoramento e investigadores em pós-doutoramento em início de carreira que trabalham na área do magnetismo e em áreas afins. O objetivo foi promover o intercâmbio científico e a colaboração no seio da comunidade ibérica de magnetismo, proporcionando um ambiente propício para que os jovens investigadores apresentem os seus trabalhos e interajam com colegas e cientistas mais experientes.
Por Renata Silva (FCUP)