MIT: chip neuromorfici funzionano come il cervello

I ricercatori del MIT (Massachusetts Institute of Technology) hanno compiuto significativi progressi nella progettazione di un chip neuromorfico, creando una nuova sinapsi artificiale che trasmette segnali modulabili, proprio come accade nelle connessioni tra i neuroni del cervello umano. È in grado di riconoscere diversi tipi di calligrafia in modo accurato.

Per chiunque lavori nel campo dell’intelligenza artificiale avanzata, ottenere un computer capace di simulare l’attività cerebrale richiede un lavoro difficilmente fattibile ma che può essere più facile da gestire se l’hardware è progettato per comportarsi proprio nel modo in cui funziona il cervello umano. Questo campo è chiamato calcolo neuromorfico e ora gli ingegneri del MIT potrebbero aver superato un ostacolo significativo, ideando la sinapsi artificiale più promettente fino ad oggi che getta le basi per la creazione di chip neuromorfici.

Per ora, il cervello umano è molto più potente di qualsiasi computer – contiene circa 80 miliardi di neuroni e oltre 100 trilioni di sinapsi che li collegano e controllano il passaggio dei segnali. È difficile da battere quanto a potenza di calcolo e per tale motivo i ricercatori sono al lavoro per capirne il funzionamento e replicarlo nei chip, sforzo che prende il nome di neuromorphic computing il cui funzionamento viene esplicato dal MIT:

invece di svolgere calcoli basati su segnali binari acceso/spento come fanno i chip digitali, gli elementi di un chip neuromorfico dovrebbero funzionare in modo analogico, scambiandosi un gradiente di segnali, o “pesi”, in modo simile ai neuroni che si attivano in vari modi a seconda del tipo e del numero di ioni che percorrono una sinapsi.

In tal modo, chip neuromorfici di dimensioni estremamente ridotte potrebbero calcolare in modo efficiente flussi di calcoli paralleli oggi possibili solo con supercomputer. Ma non è finora stato possibile progettarli poiché la sinapsi neurale è stata particolarmente difficile da riprodurre in maniera artificiale, in un chip.

La soluzione annunciata dal MIT è particolarmente innovativa soprattutto per via dei materiali utilizzati e dell’architettura della sinapsi che mima connessioni tra i neuroni del cervello umano. Nei chip realizzati finora per imitare il cervello umano, la sinapsi era formata da due strati conduttori separati da un materiale amorfo, che però non garantiva uniformità nelle performance; per superare tale problematica, il MIT ha sostituito il materiale amorfo con del silicio monocristallino, al cui interno è stato creato un “imbuto” che permette agli ioni di muoversi in modo controllabile e uniforme.

L’obiettivo è di sviluppare tale tecnologia per fare in modo che i chip neuromorfici possano essere prodotti in massa e utilizzati nel mondo reale:

Quello che vogliamo davvero è ottenere un chip grande quanto un’unghia che possa rimpiazzare un grande supercomputer.

Ci vorrà ancora del tempo, ma indubbiamente questo è il principale passo verso la realizzazione di dispositivi portatili di intelligenza artificiale.