MIT sinapsi artificiali
Foto di kalhh da Pixabay

Moltissimi ricercatori hanno cercato per diversi anni di creare sinapsi artificiali nella speranza di avvicinarsi sempre di più alle prestazioni computazionali del cervello umano. Un nuovo approccio è ora riuscito a progettarne di 1.000 volte più piccoli e 10.000 volte più veloci delle loro controparti biologiche. Nell’ultimo periodo è andato di moda il deep learnig, un’approccio all’intelligenza artificiale ispirato al cervello affronta la sfida di essere eseguito su hardware che ha poca somiglianza con i cervelli reali.

Questa è una parte importante del motivo per cui un cervello umano che pesa solo tre libbre può svolgere nuove attività in pochi secondi utilizzando la stessa quantità di energia di una lampadina, mentre l’allenamento delle reti neurali più grandi richiede settimane. Ciò sta suscitando molto interesse nel riprogettare l’hardware su cui gira l’intelligenza artificiale.

 

Sinapsi artificiali, il MIT ne ha create di più veloci rispetto a quelle biologiche

L’idea è quella di realizzare chip per computer i cui componenti si comportano come neuroni e sinapsi naturali che sono in grado di avvicinarsi sempre di più all’efficienza energetica del cervello umano. La speranza è che questi cosiddetti processori “neuromorfi” potrebbero essere molto più adatti all’esecuzione dell’IA rispetto ai chip dei computer odierni. i ricercatori del MIT hanno dimostrato che un insolito progetto di sinapsi artificiale che imita la dipendenza del cervello dagli ioni in movimento potrebbe effettivamente superare in modo significativo quelli biologici. La svolta fondamentale è stata la ricerca di un materiale in grado di tollerare campi elettrici estremi, che ha migliorato notevolmente la velocità con cui gli ioni potevano muoversi.

Normalmente non si applicano campi cosi estremi su tutti i dispositivi per non distruggerli e ridurli in cenere. Tuttavia i protoni hanno  dimostrato di spostarsi 10.000 volte più velocemente rispetto a ciò che esisteva in precedenza. Ovviamente esistono diversi approcci al riguardo, ma il più promettente è il calcolo analogico. Questo cerca di progettare componenti in grado di sfruttare la loro fisica interna per elaborare le informazioni, il che è molto più efficiente e diretto rispetto all’esecuzione di complesse operazioni logiche come fanno i chip convenzionali.

Molte ricerche si sono concentrate sulla progettazione di “memristori“, componenti elettronici che controllano il flusso di corrente in base alla quantità di carica precedentemente fluita attraverso il dispositivo. Questo imita il modo in cui le connessioni tra i neuroni biologici aumentano o diminuiscono, il che significa che questi dispositivi potrebbero in linea di principio essere utilizzati per creare reti con proprietà simili alle reti neurali biologiche. C’è molta strada da fare da una singola sinapsi artificiale a grandi reti in grado di eseguire una seria elaborazione delle informazioni. Tuttavia la velocità eccezionale e le dimensioni ridotte dei componenti suggeriscono che questa è una direzione promettente nella ricerca di nuovo hardware che possa eguagliare o addirittura superare la potenza del cervello umano.

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