Rivoluzione nella tecnologia informatica: la ricerca di Greifswald ispirata dal cervello!

Rivoluzione nella tecnologia informatica: la ricerca di Greifswald ispirata dal cervello!

I fisici dell'Università di Greifswald stanno sviluppando un approccio promettente per computer ad alta efficienza energetica ispirato al cervello umano. Considerate le sfide cui deve far fronte l'odierna tecnologia informatica, in particolare l'elevato consumo energetico, la separazione delle unità di archiviazione ed elaborazione e la lentezza dei trasferimenti di dati, è necessario un ripensamento dell'architettura informatica. Le crescenti esigenze dovute a modelli di intelligenza artificiale estesi e a immense quantità di dati stanno guidando la ricerca su concetti neuromorfici basati sulla funzione del cervello umano. Questi approcci stanno diventando sempre più rilevanti per raggiungere uno sviluppo sostenibile nell'informatica, come ad esempio uni-greifswald.de riportato.

Il gruppo di ricerca guidato dal Dr. Tahereh Sadat Parvini e dal Prof. Dr. Markus Münzenberg sta lavorando su giunzioni tunnel magnetiche (MTJ) in grado di memorizzare ed elaborare informazioni. Il team sta sviluppando uno schema ibrido di eccitazione optoelettrica che combina correnti elettriche con brevi impulsi laser. Questa metodologia consente la generazione di grandi tensioni termoelettriche negli MTJ, che promuovono un comportamento simile a una sinapsi.

Proprietà e applicazioni della nuova tecnologia

I contatti tunnel magnetici sono caratterizzati da tre proprietà notevoli: in primo luogo, la tensione può essere regolata in modo flessibile, il che corrisponde ad un peso sinaptico. In secondo luogo, si verificano segnali “spike” spontanei, simili allo scambio di informazioni tra le cellule nervose. In terzo luogo, una rete neuromorfica sviluppata ha raggiunto una precisione di riconoscimento del 93,7% per le cifre scritte a mano nelle simulazioni. Il Prof. Dr. Markus Münzenberg sottolinea la piattaforma compatta e a risparmio energetico, che rende questa tecnologia predestinata per le future applicazioni informatiche. Inoltre, la tecnologia è compatibile con la tecnologia dei semiconduttori esistente, il che ne rende possibile l'utilizzo nei dispositivi di uso quotidiano e nei computer ad alte prestazioni.

Le sfide nell’attuale settore informatico, come i crescenti costi di sviluppo e produzione dei chip e la necessaria attenzione alle tecnologie di risparmio delle risorse, vengono affrontate anche da iis.fraunhofer.de tematizzato. Il calcolo neuromorfico è visto come una soluzione perché imita il modo in cui funziona il cervello biologico. Questi approcci non solo migliorano l’efficienza energetica, ma consentono anche applicazioni di intelligenza artificiale ad alta intensità di risorse su dispositivi alimentati a batteria.

Prospettive future nel calcolo neuromorfico

Un aspetto chiave del calcolo neuromorfico è la combinazione di bassa latenza ed elevata efficienza energetica, che ha lo scopo di aiutare a ottimizzare le applicazioni IA edge in tempo reale. Questa tecnologia potrebbe svolgere un ruolo chiave, soprattutto nel settore delle soluzioni di protezione dei dati che non richiedono l’accesso a sistemi cloud. Fraunhofer IIS ha quindi avviato il progetto “Neuromorphic Computing”, che sviluppa algoritmi e hardware per processori neuromorfici in tecnologia CMOS per l'integrazione nei dispositivi finali.

Inoltre, l’industria sta lavorando allo sviluppo di applicazioni innovative di IA all’avanguardia che consentiranno un’elaborazione parallela elevata e una bassa latenza. Grandi aziende come Intel, IBM e altri istituti di ricerca stanno investendo molto in questa tecnologia, che a medio termine potrebbe essere utilizzata in settori come la robotica, la tecnologia medica e i sistemi autonomi techzeitgeist.de previsto.

Sebbene esistano sviluppi come il chip Loihi di Intel, ottimizzato appositamente per le applicazioni di edge computing, sfide come gli elevati costi di produzione e la necessità di sviluppare software adeguato ostacolano la diffusione dei sistemi neuromorfici. Le previsioni mostrano che i primi chip neuromorfici potrebbero essere disponibili entro il 2025, ma non potranno essere facilmente integrati nel mercato di massa a causa degli ostacoli esistenti.

Gli sviluppi nella tecnologia del calcolo neuromorfico, guidati dall’Università di Greifswald e supportati da collaborazioni con istituti come l’Istituto Max Planck per la scienza della luce e l’International Iberian Nanotechnology Laboratory, rappresentano un progresso significativo che potrebbe non solo rivoluzionare l’informatica, ma avrà anche un impatto su molti altri settori.