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Sistema de deposición por láser pulsado (PLD) del Laboratorio de Ablación Láser del INN, utilizado para el crecimiento de materiales funcionales. Foto: gentileza investigador.
El crecimiento global de la inteligencia artificial plantea hoy un problema concreto y urgente: los grandes sistemas de inteligencia artificial (IA) dependen de enormes centros de cómputo que consumen cantidades gigantescas de energía. Ahora, investigadores del CONICET participarán del proyecto internacional HERON (“Hybrid-responsive mEm-devices for neuROinspired computiNg”), una iniciativa financiada con aproximadamente 1.2 millones de euros por la Unión Europea en el marco del programa Marie Skłodowska-Curie Staff Exchanges (MSCA-SE-2025), orientada al desarrollo de nuevos dispositivos electrónicos para computación neuromórfica y tecnologías de inteligencia artificial de bajo consumo energético.
“HERON busca atacar ese problema desde la raíz, desarrollando una nueva generación de dispositivos electrónicos inspirados en el funcionamiento del cerebro humano para reducir drásticamente el consumo energético asociado al procesamiento de información ”, afirma Diego Rubi, investigador principal de CONICET, responsable del Laboratorio de Ablación Láser del Instituto de Nanociencia y Nanotecnología (INN, CONICET-CNEA) y quien coordinará la participación argentina en el consorcio internacional que llevará adelante el proyecto.
Según explica Rubi, las computadoras actuales funcionan, en cierta forma, como si el procesador y la memoria estuvieran en dos oficinas ubicadas en extremos opuestos de una ciudad. Cada vez que el sistema necesita información, ésta tiene que viajar constantemente de un lado al otro, generando un enorme “tráfico” de datos que consume mucha energía y limita la velocidad de procesamiento. “El cerebro humano funciona de una manera completamente distinta: memoria y procesamiento están íntimamente integrados. La computación neuromórfica busca justamente aprender de ese modelo biológico para desarrollar hardware mucho más eficiente, capaz de procesar información consumiendo muchísima menos energía que las tecnologías actuales”, explica Rubi, quien es licenciado en Física y doctor en Ciencia de Materiales.
Consorcio internacional
El programa Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) es uno de los instrumentos de financiamiento científico más competitivos a nivel internacional. “El hecho de que grupos argentinos participen como socios con responsabilidades significativas en un consorcio de estas características representa también un reconocimiento a las capacidades científicas y tecnológicas desarrolladas en el país”, afirma Rubi.
El proyecto está coordinado por la University of Groningen, en Países Bajos, y reúne grupos de investigación de Europa y Argentina con experiencia en materiales avanzados, nanoelectrónica, física experimental y fabricación de dispositivos. Participan el CNRS/C2N de Francia, el Politécnico de Milán de Italia, la empresa deeptech IMChip de Países Bajos, y por Argentina, el CONICET a través del Instituto de Nanociencia y Nanotecnología (INN, CONICET-CNEA) y el Instituto de Física de Buenos Aires (IFIBA, CONICET-UBA).
La participación de la empresa IMChip es particularmente relevante, afirma el investigador del CONICET, “porque aporta una visión orientada a la transferencia tecnológica y al potencial escalado industrial de los desarrollos más prometedores. La idea es que HERON no solamente genere resultados científicos de frontera, sino también tecnologías con potencial aplicación futura en electrónica avanzada e inteligencia artificial, compatibles con la industria electrónica actual”.
En HERON, el equipo internacional trabajará en dispositivos electrónicos capaces de “recordar”, adaptarse y modificar dinámicamente su comportamiento, de una manera parecida a cómo funcionan las conexiones neuronales —o sinapsis— en el cerebro. “Muchos de estos dispositivos están basados en óxidos funcionales extremadamente delgados, de apenas algunos nanómetros de espesor, cuyas propiedades eléctricas y ópticas pueden modificarse de manera controlada mediante ingeniería de materiales”, explica Rubi.
Entre ellos se destacan los memristores: dispositivos que, al igual que una sinapsis biológica, pueden “recordar” los estímulos que recibieron y ajustar su comportamiento en función de esa historia, lo que los convierte en uno de los candidatos más prometedores para construir hardware de inteligencia artificial de nueva generación.
“Una de las ideas más novedosas del proyecto es desarrollar dispositivos que puedan ser controlados tanto eléctricamente como ópticamente —es decir, usando simultáneamente luz y electricidad como lenguajes para procesar información—, e incluso explorar nuevas formas de control mediante estímulos acústicos. La idea es que, en el futuro, este tipo de tecnologías permita desarrollar sistemas de inteligencia artificial más rápidos, adaptativos y energéticamente eficientes”, puntualiza el investigador del CONICET.
El aporte argentino
El Laboratorio de Ablación Láser (LAL) del INN, que dirige Rubi desde su puesta en marcha en 2012, acumula más de catorce años de experiencia en el desarrollo de óxidos funcionales y dispositivos electrónicos avanzados, justamente una de las bases tecnológicas centrales de HERON.
“En el laboratorio utilizamos una técnica llamada deposición por láser pulsado (PLD), que permite fabricar películas ultradelgadas de materiales con precisión nanométrica y altísima calidad cristalina”, afirma el científico. Y agrega: “Esto es fundamental porque muchas de las propiedades que buscamos —como el comportamiento memristivo o ferroeléctrico— aparecen solamente de manera repetible y controlada cuando los materiales son fabricados con un control extremadamente preciso”. Esto permite además “sintonizar” las propiedades electrónicas de los materiales para adecuarlas a las funciones que requiere la electrónica neuromórfica.
Para el componente óptico del proyecto, un grupo de investigadores del Laboratorio de Electrónica Cuántica (LEC) del Instituto de Física de Buenos Aires (IFIBA, CONICET-UBA), liderado por Andrea Bragas y Gustavo Grinblat, aportará experiencia en óptica ultrarrápida y en la interacción entre ondas acústicas y nanoestructuras funcionales.
“Esta combinación de capacidades entre el LAL y el LEC es lo que permite a Argentina participar en las líneas más ambiciosas del proyecto, incluyendo el desarrollo de dispositivos controlados simultáneamente por señales eléctricas, lumínicas y acústicas”, puntualiza Rubi.
HERON comenzará oficialmente en septiembre de 2026 y tendrá una duración de cuatro años. “Uno de los aspectos más ambiciosos es la integración de múltiples dispositivos en arreglos capaces de exhibir comportamientos colectivos emergentes inspirados en sistemas biológicos; es decir, arquitecturas donde funciones complejas puedan surgir de la interacción entre componentes relativamente simples, de manera similar a lo que ocurre en el cerebro”, señala Rubi. Y concluye: “Al finalizar el proyecto esperamos haber desarrollado nuevos prototipos de dispositivos neuromórficos capaces de combinar distintos mecanismos de control —eléctricos, ópticos y acústicos— para procesar y almacenar información de manera mucho más eficiente que la electrónica convencional”.
