Biomimética: como o cérebro humano pode superar os desafios do Edge Processing?

A Natureza está repleta de mecanismos evolutivos inteligentes que têm sido fonte de inspiração para o desenvolvimento de uma série de novas tecnologias. Certamente, um dos exemplos de maior sucesso que podemos destacar é o sistema nervoso humano o qual, ao longo dos milênios, conseguiu se desenvolver e sobreviver mesmo diante dos inúmeros obstáculos que se impuseram aos Homo sapiens.

A plasticidade cerebral do homem e sua capacidade inigualável de desenvolver sinapses neurais com baixo gasto energético são importantes fontes de inspiração para os estudos da Biomimética.

Hoje, os sistemas de informação estão cada vez mais complexos e distribuídos e, por conta disso, demandam uma quantidade de energia crescente, o que pode inviabilizar os projetos por razões de infraestrutura e custos. Entender como o ser humano conseguiu evoluir seu sistema nervoso, mesmo diante de recursos escassos, é fundamental para a nova geração de tecnologias que vem tomando conta do mundo.

Edge Processing: desafio para sistemas de IoT em ambientes remotos

Quando falamos em sistemas inteligentes e distribuídos imediatamente pensamos em Internet das Coisas (IoT). Essas tecnologias utilizam processamento de borda (edge processing) para agilizar o tempo de resposta, fundamental ao objetivo final a que se propõem. Com isso, a latência diminui e o padrão de segurança dos sistemas aumenta.

Os grandes desafios, no entanto, aparecem quando tentamos expandir a IoT para ambientes remotos, nos quais o caminho entre o processamento dos dados e o usuário é muito longo. Como consequência, temos projetos muito mais custosos e de difícil controle e manutenção.

Muitas vezes, o processamento de borda está longe das fontes de energia que o mantém atuante e isso pode se tornar um grande problema caso qualquer pequena intercorrência apareça no meio do caminho. E é justamente por isso que os sistemas inteligentes precisam, cada vez mais, ser autossuficientes. Somente assim poderemos escalar a IoT para realidades muito além de nossos olhos.

Saiba mais:
Internet das Coisas “Inspired by Nature”: algoritmos, redes e segurança de sistemas

Na tentativa de superar desafios tão importantes, empresas na vanguarda do desenvolvimento dessas tecnologias estão olhando para a Natureza como fonte de inspiração. A ideia é buscar mecanismos autorreguláveis e de baixo consumo energético para efetivar o funcionamento de sistemas de IoT que se proponham a operar em ambientes remotos e com infraestrutura ainda deficitária.

E, nesse contexto, o sistema nervoso humano parece ser um dos exemplos de maior sucesso quando falamos em assertividade, eficiência e autogestão.

Cérebro humano: alta eficiência por apenas 20 watts

O cérebro humano é capaz de desempenhar uma série de funções ao mesmo tempo e processar informações com altíssima velocidade, de tal forma que garante a tomada de decisão com lapso temporal na grandeza de milissegundos. Paralelamente a isso, ele realiza diariamente uma espécie de “limpeza de dados”, arquivando em diferentes blocos aqueles de uso constante e aqueles que podem ser deixadas de lado, sem processamento frequente.

Mais do que isso, a capacidade de raciocínio lógico e sobretudo a inigualável facilidade de aprendizado são dois outros grandes diferenciais que fazem dos humanos um destaque na história evolutiva. E todas essas funcionalidades, em conjunto, formam um mecanismo perfeito de Estímulo – Processamento – Resposta que, há muito tempo, tem chamado a atenção de engenheiros especializados no desenvolvimento de sistemas inteligentes de alta performance, como os de Internet das Coisas (IoT).

A ideia é emular o funcionamento biológico, criando operações artificiais que partam dos mesmos princípios. Um deles envolve a eficiência energética do cérebro. Estudos indicam que órgão consegue se manter autossuficiente em ritmo 24/7, operando com apenas 20 watts de energia, algo semelhante àquela pequena lâmpada da parte interna dos refrigeradores. Tudo isso, claro, sem perder a capacidade de performance.

Aprofunde-se no assunto
Biomimética: a nova geração de tecnologias “Inspired by Nature”

O sistema nervoso humano por inteiro evoluiu, fisiológica e anatomicamente, com vistas a manter esse alto desempenho e transferir as informações processadas, sempre com o mínimo de energia dispendida. Para tanto, utiliza mecanismos de codificação e decodificação extremamente complexos, canais iônicos distribuídos e receptores diversos, em uma arquitetura semelhante a fios e nós interconectados.

O grande desafio das atuais soluções de IoT vão exatamente nesse sentido, especialmente aquelas que atendem regiões inóspitas, carentes de infraestrutura. Elas precisam garantir um elevado padrão de desempenho, conectando elementos diversos, sem perder de vista a viabilidade econômica dos projetos que, muitas vezes, é prejudicada pelos altos gastos com o consumo e distribuição de energia.

Justamente por essa razão, vultosos investimentos em pesquisa têm sido direcionados a formas eficientes de aplicar o conhecimento sobre o sistema nervoso humano no desenvolvimento de tecnologias de IoT ainda mais eficientes. A Biomimética, mais uma vez, parece ser a grande resposta quando queremos alcançar soluções autossustentáveis, menos custosas e de baixo consumo de energia. Ela parece ser a grande ponte que permitirá a expansão do edge processing da Internet das Coisas para realidade mais longínquas, quebrando as atuais barreiras da transformação digital.

Axon, Vision, Wits…
Quer saber como os sistemas de IoT “Inspired by Nature”
da V2COM estão revolucionando a realidade digital
das empresas?