Passa ai contenuti principali

La cella elettronica che simula il cervello umano

Il nanocircuito immagazzina ed elabora informazioni mimando le capacità mnemoniche dell'uomo. Una tecnologia che apre le porte a una nuova generazione di intelligenza artificiale, ma con possibili risvolti anche in campo medico.

Un'equipe del MicroNano Research Facility (MNRF), un istituto di ricerca australiano, ha costruito una nanocella di memoria a lungo termine che mima la capacità del cervello umano di elaborare e memorizzare contemporaneamente le informazioni. La scoperta pone le basi per la possibile creazione di un cervello bionico che, tra le altre cose, aiuterebbe gli scienziati a carpire i segreti di patologie neurologiche quali l'Alzheimer o il morbo di Parkinson.

LAVORO PIONIERISTICO. Sharath Sriram, che ha coordinato il lavoro del team di Melbourne, sostiene che questo sia il primo device al mondo ad avvicinarsi tanto al funzionamento del nostro encefalo: «Il cervello umano è un computer analogico estremamente complesso»,spiega, «la cui evoluzione si fonda sulle sue esperienze precedenti, e finora questa funzionalità non ha potuto essere adeguatamente riprodotta con la tecnologia digitale».

ADDIO TRANSISTOR. La cella ultraveloce sviluppata al MNRF, che è 10mila volte più sottile di un capello umano, funziona come unmemristore. Che cos'è un memristore (in inglese memristor, unione di memory e resistor)? Si tratta di un componente elettronico teorizzato negli anni '70 e sperimentato nel 2008 da HP, la cui capacità di memoria è legata alla resistenza da esso offerta.

In altre parole, il memristore può immagazzinare ed elaborare rapidamente una mole di dati molto maggiore di quella trattata con i circuiti digitali, in grado di rappresentare solo due stati logici (0 e 1).

Per chiarire il concetto i ricercatori suggeriscono di pensare a undimmer (in italiano noto anche come varialuce), che a differenza del normale interruttore on/off, permette di regolare a piacere la luminosità di una lampadina.

LA CELLA MNEMONICA. La cella elettronica è stata creata su un nanofilm  composto da una lega di metalli ossidati (tra cui titanio e stronzio), la cui stabilità e resistenza erano state già testate lo scorso anno. Introducendo delle modifiche al loro materiale, gli scienziati sono stati in grado di creare qualcosa di molto simile a una sinapsi, la cui attitudine a trasmettere i segnali è legata alla storia delle antecedenti eccitazioni. Tradotto, significa che il dispositivo riesce a trattenere informazioni "ricordando " gli stati elettronici fissati in precedenza.

Come sottolinea Hussein Nili, coautore dello studio: «Con l'aggiunta di ulteriori atomi metallici abbiamo introdotto dei difetti controllati nel materiale ossidato. In questo modo abbiamo esaltato l'effetto memristivo, facendo sì che il comportamento mnemonico dipenda dalle esperienze passate».

IA, MA NON SOLO. Il lavoro di Sriram e colleghi apre la strada alla progettazione di una nuova generazione di computer e intelligenze artificiali. In futuro la costruzione di cervelli sintetici potrebbe però fornire importanti risposte anche in ambito medico, dando un input decisivo alla cura delle più diffuse malattie neurologiche. Secondo il dottor Nili, «se si potesse replicare un cervello all'esterno del corpo, si minimizzerebbero le questioni etiche connesse al trattamento e alla sperimentazione in vivo».

La scoperta è stata pubblicata sulla rivista Advanced Functional Materials.

Commenti

Post popolari in questo blog

Che cosa sono i Campi Flegrei?

  Le recenti scosse di terremoto hanno riportato l'attenzione degli scienziati sui Campi Flegrei. Che cosa c'è in quest'area? Perché si chiama così? Che rischi ci sono?     Campi Flegrei: rendering in 3D dell'area a partire da immagini satellitari fornite dalla NASA. I  Campi Flegrei  sono un'area vulcanica attiva che si trova in Campania, nel golfo di Pozzuoli e che include (completamente o in parte) i comuni di Bacoli, Giugliano, Monte di Procida, Napoli, Pozzuoli e Quarto. Il nome Campi Flegrei deriva dal greco, sta per "campi ardenti, in fiamme" e dà l'idea di come  questa zona sia stata caratterizzata fin dall'antichità da attività vulcanica . A differenza del  Vesuvio , spiegano all'Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, i  Campi Flegrei  non sono un unico  vulcano , ma un campo vulcanico, attivo da oltre 80mila anni, formato da diversi centri vulcanici distribuiti su un'area depressa chiamata  caldera : quest'ultima ...

Solstizio d'inverno 2019: il 22 dicembre inizia la stagione invernale

22 dicembre 2019, ore 5:19 - Il solstizio apre l'inverno astronomico: guida alla notte più lunga dell'anno e al significato che ha assunto nella Storia. Il 22 dicembre 2019 l'inverno astronomico incontra quello meteorologico, che ci accompagna già da qualche settimana (anche se non sembrerebbe...). Domenica 22 dicembre, ore 5:19: mentre molti di noi si staranno rigirando sotto il piumone, la Terra si presenterà puntuale a un appuntamento astronomico ricco di significato, quello con il  solstizio d'inverno . Chi vive nell'emisfero settentrionale, in questa giornata sperimenterà il dì più breve e la notte più lunga dell'anno. Il solstizio segna il momento in cui il Sole si trova direttamente sopra al Tropico del Capricorno a una latitudine di 23,5 gradi sud, ovvero alla sua massima distanza al di sotto dell'equatore celeste: l'arco diurno descritto dal Sole nel suo percorso apparente da sud-est a sud-ovest è il più corto, ed ecco pe...

Valkyrie, il robot della Nasa

Costruito sul modello dell'uomo, si muove con grande libertà e può valutare situazioni critiche. Valkyrie, il robot della Nasa. La Nasa lo ha tenuto segreto per più di una anno, da quando cioè, durante il  Darpa Robotics Challenge  dell’anno scorso, disse che stava lavorando al progetto di un robot umanoide, insieme a prestigiose università Usa, ma senza svelarne le caratteristiche. Ora eccolo: è R5 (Valkyrie per gli amici), alto un metro e 90, 125 kg, autonomia assicurata dallo zaino battery-pack. Più umani dell'uomo AL POSTO DI CHI?  Valkyrie parteciperà alla prossima edizione della sfida tra robot - il Darpa - con prove impegnative, come il camminare su terreni irregolari, salire una scala, utilizzare attrezzi e guidare un’auto: ecco perché è stato progettato con dimensioni e fattezze umane. L’obiettivo ultimo di questi oggetti ad altissima tecnologia è insomma quello di sostituire l’uomo là dove è necessario, in zone o condizioni di estremo pericolo ...