Neuroni artificiali capaci di emettere segnali elettrici. I ricercatori IBM sono stati capaci di realizzare neuroni sintetici capaci di emettere segnali elettrici facendo uso di materiali a cambiamento di fase, questi ultimi spesso usati per la conservazione e l’elaborazione di dati e informazioni. Quanto realizzato rappresenta un passo avanti significativo nello sviluppo di tecnologie neuromorfiche integrate, ultra-dense ed efficienti destinate all’applicazione nel campo del cognitive computing.
Vedi l’ampia selezione di libri Amazon dedicata ai neuroni
Ispirandosi alle funzioni del cervello biologico, da decenni gli scienziati teorizzano la possibilità di imitare le capacità elaborative estremamente versatili proprie di una ampia popolazione di neuroni. Riuscire a farlo a densità elevate e con un consumo energetico comparabile a quanto osservato in natura ha sempre rappresentato, almeno fino ad ora, una sfida decisamente difficile.
Evangelos Eleftheriou, IBM Fellow, spiega: “Da oltre dieci anni stiamo effettuando ricerche sui materiali a cambiamento di fase per le applicazioni nel campo delle memorie e negli ultimi 24 mesi abbiamo riscontrato un progresso significativo. In questo periodo abbiamo scoperto e divulgato nuove tecniche per la memoria e ora stiamo dimostrando la possibilità di realizzare neuroni artificiali basati sul cambiamento di fase, che possono compiere varie primitive computazionali come ad esempio la capacità di rilevare la correlazione tra le informazioni o l’apprendimento senza supervisione”.
Neuroni artificiali costituito da materiali a cambiamento di fase come ad esempio Germanio, Antimonio e Tellurio
I neuroni artificiali progettati dagli scienziati IBM a Zurigo sono costituiti da materiali a cambiamento di fase, come ad esempio Germanio-Antimonio-Tellurio (di seguito GST), la cui caratteristica fondamentale è la capacità di poter mostrare due stati stabili, uno amorfo e uno cristallino. Questi materiali sono, tra l’altro, alla base della realizzazione dei supporti Blu-ray riscrivibili.
All’interno dell’articolo pubblicato su Nature il gruppo di ricercatori spiega come applicando una serie di impulsi elettrici ai neuroni artificiali sia stato possibile cristallizzare in maniera progressiva il materiale a cambiamento di fase, portando in ultima istanza il neurone artificiale a sparare un segnale. Si tratta del comportamento descritto dal modello integrate-and-fire che spiega le funzionalità elettriche del neurone. Si tratta delle fondamenta dell’elaborazione basata su eventi (event-based computation) e, in linea di principio, sono gli stessi meccanismi alla base delle reazioni che il cervello elabora a seguito di determinati stimoli, come ad esempio quando si tocca qualcosa che scotta.
I neuroni biologici sono caratterizzati da membrane che fungono da porte per i segnali elettrici e che richiedono l’assorbimento di una determinata quantità di energia. Nei neuroni artificiali creati da IBM è proprio il materiale a cambiamento di fase a compiere questa funzione: in altri termini il segnale passa attraverso quando la membrana di materiale a cambiamento di fase viene colpita da una quantità di corrente sufficiente per passare allo stato cristallino (che nel caso del GST è conduttivo), per poi ritornare a quello amorfo (isolante) dopo un determinato periodo di tempo nel quale il materiale non risponde ad alcun stimolo.
Un’altra caratteristica molto importante di questi neuroni artificiali è rappresentata dalla loro natura stocastica, cioè dalla possibilità di offrire un certo grado di casualità nei risultati. E’ un comportamento che si ritrova nei neuroni biologici per via di molte variabili (conduzione ionica, temperatura) e i ricercatori IBM osservano che i neuroni artificiali da loro creati sono in grado di mostrare un comportamento stocastico perché lo stato amorfo in cui essi ritornano dopo un evento è sempre leggermente differente rispetto al precedente stato amorfo.
Sfruttando questi meccanismi i ricercatori spiegano che anche un singolo neurone può essere usato per individuare pattern o scoprire correlazioni in un flusso di informazioni event-based in tempo reale. Ad esempio, in un contesto Internet of Things, sarebbe possibile raccogliere ed analizzare grossi volumi di dati relativi alle condizioni meteo direttamente al punto di raccolta per elaborare più velocemente previsioni accurate. I neuroni artificiali potrebbero essere inoltre impiegati per individuare ricorrenze in transazioni finanziarie o per trovare discrepanze e usare informazioni dei social media per individuare nuove tendenze culturali in tempo reale. Tutto ciò suggerisce la possibilità di usare grandi gruppi di questi neuroni per realizzare coprocessori neuromorfici, cioè in grado di imitare in qualche misura i meccanismi di funzionamento del cervello biologico.
Gli scienziati IBM hanno organizzato circa 500 neuroni artificiali in gruppi e li hanno usati per rappresentare segnali veloci e complessi. I neuroni artificiali hanno mostrato la capacità di sostenere miliardi di cicli di switch che corrispondono a molteplici anni di operazioni ad una frequenza di aggiornamento di 100Hz. L’energia necessaria per ciascun aggiornamento è stata inferiore a cinque picojoule e la potenza media inferiore a 120 microwatt (una comune lampadina da 60W assorbe, appunto, 60 milioni di microwatt).
Tomas Tuma, coautore dell’articolo pubblicato su Nature, ha commentato: “I gruppi di neuroni stocastici a cambiamento di fase, assieme ad altri elementi computazionali come le sinapsi artificiali, potrebbero rappresentare elementi in grado di abilitare la creazione di una nuova generazione di sistemi di elaborazione neuromorfica estremamente densi”.
Articoli correlati
- Navigatore satellitare, rende il cervello pigro
- Nuova scoperta su come funziona il cervello
- Dormire per dimenticare i ricordi superflui
- Sesso frequente, migliora la memoria delle donne
- Maternità, cambia il cervello della donna
- Impulsività fa ingrassare
- Eiaculazione precoce, dipende da neuroni localizzati nella zona lombare
- Inspirare dal naso aiuta a migliorare la memoria
- Paralisi nel sonno, scoperti i neuroni che paralizzano i muscoli
- Copiare il cervello, il prossimo passo dei neuroscienziati
- Neuroni del cervello, si addormentano a turno
- I macachi sanno fare calcoli statistici
- Orgasmo, cosa succede nel cervello quando si è al culmine del piacere?
- Come conservare i ricordi? Il cervello usa cassetti diversi per quelli belli e quelli cattivi
- Microchip neuromorfico si ispira al funzionamento del cervello, ma in realtà è un computer
- Controllo mentale, inviare pensieri e sensazioni da una persona a un’altra
- Migliorare la memoria con una protesi neurale nel cervello
- Interruttore dell’onestà è nel cervello
- Ridurre i rischi di demenza con una tazza di te’ al giorno
- Anziani super, il cervello invecchia lentamente
- Piccola proteina che protegge il cervello dalle conseguenze dell’ictus
- Attività sessuale dopo i 50 anni fa bene al cervello
- Pupille grandi sono indicatori di capacità mentali
- Ormone frena appetito, si trova nelle ossa
- Curare senza chirurgia alcune patologie delle articolazioni
- Anoressia cronica, si può curare stimolando il cervello in profondità
- Quali sono le cause delle vertigini?
- Uva per prevenire l’Alzheimer
- Intolleranza ai rumori o misofonia
- Personalità dipende dalla forma del cervello
- Morbo di Parkinson, la causa risiede nell’intestino
- Cervello, circonvoluzione fusiforme è l’area che continua a crescere da adulti
- Stress, fa male al cuore e aumenta il rischio di infarto e ictus
- Benefici di un pisolino dopo pranzo
- Dieta mediterranea, rallenta l’invecchiamento e protegge il cervello
- Cosa provoca la Balbuzia? Tra le cause un ridotto afflusso di sangue al cervello
- Correre fa bene al cervello
- Orgasmo, qual’è il segreto? Bisogna tenere il giusto ritmo
- Resuscita dopo la morte durata 45 minuti
- Profumo o puzza? La percezione degli odori è un processo cerebrale
- Controllare con la luce il funzionamento del cervello
- Percezione del tempo, vola quando stiamo bene
- Orzo per combattere obesità, depressione e demenza
- Parlare guardandosi negli occhi
- Mano bionica in legno creata da un ragazzino, Andrei Blindu
- Migliorare la memoria con l’olio di salvia
- Bugie, una tira l’altra. Il cervello si abitua a mentire
- Cervello: ripristina la capacità di vedere dopo la cecità
- Viaggi su Marte, gli astronauti esposti ai raggi cosmici a rischio di demenza e problemi cognitivi
- Autismo, lo zinco aiuta a mantenere integre le funzioni neuronali
- Materia cerebrale, diminuisce con il sovrappeso e l’obesità
- Inquinamento atmosferico, i metalli contenuti nei gas di scarico delle auto raggiungono il cervello attraverso la respirazione
- Déjà vu, secondo una nuova teoria è una sorta di verifica dei ricordi che abbiamo già immagazzinato in memoria
- Lavorare troppo fa male: comporta il declino delle capacità cognitive, stress e mancanza di sonno
- Invecchiamento cerebrale precoce con l’obesità
- I fusi del sonno notturno hanno effetto sull’Intelligenza
- Mal di schiena, l’origine è nel cervello
- Alzheimer memoria distrutta ma migliora la creatività e l’efficienza di alcune aree cerebrali
- Forza del pensiero con una tecnica chiamata Associative Decoded fMRI Neurofeedback
- Banana proprietà e benefici per la salute
- Autismo da attenzione: lo smartphone ci scollega dal mondo esterno
- Atlante delle proteine per studiare i segreti del corpo umano
- Cervello artificiale creato in laboratorio da cellule staminali
- Cervello e sistema immunitario collegati dai vasi linfatici
1000 Bicchierini in Carta per caffè 65ml Bicchieri Ecologici Biodegradabili Monouso Piccoli Asporto Bevande Calde
🌳MATERIALE ECOSOSTENIBILE: rispetta perfettamente l’equilibrio della natura. Facilmente riciclabile e composto al 95% da cartone e al 5% da pellicola impermeabile. Per il corretto riciclo del prodotto si ricorda di buttarlo all’interno del bidone del... read more
(a partire da Luglio 2, 2022 18:42 GMT +02:00 - Altre informazioniProduct prices and availability are accurate as of the date/time indicated and are subject to change. Any price and availability information displayed on [relevant Amazon Site(s), as applicable] at the time of purchase will apply to the purchase of this product.)
Hoppac Caricatore Auto USB,2 Porte Caricabatteria Da Auto,Quick Charge 3.0 Caricatore Accendisigari USB Compatibile Con iphone, ipad Samsung Galaxy S10/S9/S8,Huawei, Xiaomi, Nero
Caricatore da auto a doppia porta: quando 2 dispositivi sono collegati, il caricatore da auto a doppia USB di Hoppac li carica simultaneamente, e la porta QC3.0 carica i telefoni che supportano la ricarica veloce. Design intelligente: la luce LDE in... read more
(a partire da Luglio 2, 2022 18:42 GMT +02:00 - Altre informazioniProduct prices and availability are accurate as of the date/time indicated and are subject to change. Any price and availability information displayed on [relevant Amazon Site(s), as applicable] at the time of purchase will apply to the purchase of this product.)
Blackview Smartwatch,Orologio Fitness Tracker Donna,1,69" Full Touch Smart Watch con Termometro/Saturimetro (SpO2)/Contapassi/Cardiofrequenzimetro/Notifiche Messaggi,Monitor del Sonno per Sport
⌚ 【Nuovo design ingegnoso】 ⌚ 2022 nuovo Blackview R3 Pro Smartwatch è dotato di 1.69 "full touch TFT screen, ti fa avere un'eccellente qualità dell'immagine. Vi forniamo più di tipi di quadranti, si può anche personalizzare un volto esclusivo orologi... read more
(a partire da Luglio 2, 2022 18:42 GMT +02:00 - Altre informazioniProduct prices and availability are accurate as of the date/time indicated and are subject to change. Any price and availability information displayed on [relevant Amazon Site(s), as applicable] at the time of purchase will apply to the purchase of this product.)
