Transistor di neurofibra organica per imitare neuroni e sinapsi del cervello

Credito: Activedia, Pixabay, 4846063

Transistor fatti con neurofibra “organica” che simulano le strutture dei neuroni del cervello umano sono stati messi a punti da un team di ricercatori del Korea Institute of Science and Technology (KIST) guidato da Jung ah Lim Hyunsu Ju. Si tratta di transistor ottimizzati per l’utilizzo con reti neurali artificiali.

Big data: con i computer tradizionali non si andrà molto lontano

Con le quantità di dati che attualmente le intelligenze artificiali devono manipolare, sempre più grandi, c’è bisogno di potenza computazionale sempre maggiore. È chiaro a molti, dunque, che un nuovo paradigma a livello di struttura informatica sarà necessario in quanto gli stessi dati da trattare non accenneranno di certo a diminuire in futuro, anzi. E con i computer tradizionali, anche operanti con migliaia di processori in parallelo, non si andrà molto lontano.

Transistor che simulano sia neuroni che sinapsi

È qui che entrano in gioco le architetture che tendono a simulare il cervello umano, architetture da usare come reti “neurali”. Sono diversi i team di scienziati informatici in tutto il mondo che stanno cercando di realizzare dispositivi sempre più efficienti che possano imitare i neuroni del cervello o i collegamenti tra loro (sinapsi). Il tutto per elaborare i dati sempre più velocemente ed efficientemente.
I transistor realizzati dai ricercatori dell’istituto coreano, a differenza di molti altri, possono però simulare sia i comportamenti dei neuroni che quelli delle sinapsi.

Imitano i rami fibrosi presenti nei neuroni

I transistor sviluppati dai ricercatori imitano i rami fibrosi presenti nei neuroni biologici. Si tratta di strutture che possono ricevere diversi stimoli contemporaneamente e possono trasmettere segnali stimolati dai segnali elettrici.
I transistor realizzati da ricercatori “ricordano” i punti di forza dei segnali elettrici che vengono applicati su di loro funzionando in maniera simile a quanto fanno le sinapsi. Trasmettono poi segnali ionici tramite i canali semiconduttori in stimolazione del segnale elettrico, proprio come le reti dendritiche del cervello.

Rete neurale di 100 sinapsi

Il sistema di rete neurale artificiale creato dai ricercatori con questi transistor può arrivare ad utilizzare fino a 100 sinapsi contemporaneamente. Ovviamente si tratta di un numero di sinapsi che è imparagonabile al numero di sinapsi di un cervello umano ma è il concetto della struttura che c’è dietro che conta.
Il dispositivo sembra abbastanza stabile, a detta del comunicato dello stesso KIST, e la rete neurale artificiale è stata già usata con algoritmi di riconoscimento vocale che hanno mostrato una precisione di riconoscimento dell’88,9%. Lo studio che descrive il dispositivo è stato pubblicato su Advanced Materials.

Note e approfondimenti

  1. Dendritic Network Implementable Organic Neurofiber Transistors with Enhanced Memory Cyclic Endurance for Spatiotemporal Iterative Learning – Kim – 2021 – Advanced Materials – Wiley Online Library (IA) (DOI: /10.1002/adma.202100475)

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