El procesador es la primera red neuronal de microondas y está completamente integrado en un microchip de silicio
El chip es el primero en aprovechar la física de las microondas. / Crédito: Charissa King-O'Brien/Ingeniería Cornell.
Redacción T21
21 AGO 2025
Un microchip de bajo consumo, que los investigadores llaman “cerebro de microondas”, es el primer procesador que realiza cálculos tanto con señales de datos ultrarrápidas como con señales de comunicación inalámbrica aprovechando la física de las microondas: tiene amplias aplicaciones prácticas y destaca por su ahorro energético.
Investigadores de la Universidad de Cornell, en Estados Unidos, han creado un microchip pionero en la integración de una red neuronal de microondas completamente funcional en silicio. Este dispositivo, que redefine cómo se puede procesar información inalámbrica, es capaz de gestionar en tiempo real múltiples señales utilizando la física de las microondas, realizando cálculos con un consumo energético inferior a 200 milivatios.
El trabajo, que se desarrolla en un estudio publicado en la revista Nature Electronics, describe un procesador capaz de manejar señales ultrarrápidas y comunicaciones inalámbricas en tiempo real. La innovación radica en abandonar buena parte del diseño de circuitos convencional y utilizar una arquitectura analógica: en lugar de ejecutar operaciones digitales secuenciales marcadas por un reloj, el chip explota comportamientos no lineales en la banda de microondas.
La misma precisión con menos consumo
De acuerdo a una nota de prensa, esto le permite distorsionar y procesar de forma programable una amplia banda de frecuencias de manera instantánea. Esa capacidad reduce la necesidad de múltiples pasos de procesamiento digital, habituales en receptores y decodificadores.
Según los científicos, el "cerebro de microondas" alcanzó en las pruebas realizadas al menos un 88 % de precisión en la clasificación de tipos de señal inalámbrica. Los autores destacaron que ese rendimiento es comparable al de redes neuronales digitales, pero conseguido con solo una fracción del tamaño y del consumo energético de dichas redes.
El avance en eficiencia se sustenta en el enfoque probabilístico y analógico, que evita la sobrecarga de circuitos y las correcciones de errores propias de los sistemas digitales convencionales. Las aplicaciones potenciales son múltiples: decodificación de radio en tiempo real, seguimiento de objetivos por radar, reconocimiento de secuencias binarias en flujos de datos y detección de anomalías en comunicaciones, entre otras.
En los sistemas digitales tradicionales, a medida que las tareas se vuelven más complejas se necesitan más circuitos, más energía y más corrección de errores para mantener la precisión. El enfoque probabilístico, en cambio, permite mantener una alta precisión en cálculos simples y complejos, pero sin recurrir a esa sobrecarga adicional.
Como lo hacen las neuronas
El diseño se basa en guías de onda ajustables que generan modos interconectados, imitando la forma en que las neuronas del cerebro procesan información. Esta configuración permite que el sistema reconozca patrones y aprenda de los datos, pero sin necesidad de convertir las señales a formato digital en cada paso.
De esta manera, el chip evita muchas de las etapas de procesamiento de señal que los procesadores digitales deben realizar, reduciendo así la latencia y el consumo. El desarrollo abre nuevas posibilidades para sistemas que requieren procesamiento ultrarrápido y de bajo consumo, como dispositivos de comunicaciones avanzadas, sensores autónomos y plataformas de inteligencia artificial en el borde de la red (Edge AI).
Al mismo tiempo, su capacidad de reconfiguración instantánea lo hace especialmente atractivo para entornos donde las condiciones de señal cambian rápidamente. El resultado es un procesador que combina la velocidad de las microondas con la adaptabilidad de las redes neuronales, todo en un formato compacto y eficiente.
El dispositivo podría marcar el inicio de una nueva generación de hardware neuromórfico, que podría redefinir cómo se procesan las señales en tiempo real. El “cerebro de microondas” no solo representa un hito tecnológico, sino que también plantea un futuro en el que la computación analógica de alta frecuencia complemente, o incluso supere, a la digital en aplicaciones críticas.
___________
Referencia
An integrated microwave neural network for broadband computation and communication. Bala Govind et al. Nature Electronics (2025). DOI:https://doi.org/10.1038/s41928-025-01422-1
_________
Fuente:
