Un team di ricercatori delle università di Oxford e di Exeter nel Regno Unito e dell'Università di Münster in Germania hanno fatto un significativo sfondamento nel campo dell'intelligenza artificiale sviluppando un microchip con una struttura di circuito che simula quella di una sinapsi nel cervello. Con la struttura di chip di ingegneria per emulare la struttura fisica del cervello, questi ricercatori intendono concedere alle abilità dei sistemi di calcolo che l'uomo prende per scontato, come l'elaborazione parallela e l'apprendimento integrato.

Nel cervello umano, i neuroni comunicano tra loro trasmettendo segnali elettrochimici avanti e indietro attraverso lacune tra terminazioni nervose. Queste lacune sono conosciute come sinapsi ei segnali inviati attraverso di loro sono l'origine di tutto ciò che pensiamo, sentiamo e facciamo.

Secondo Il professor Wolfram Pernice, co-autore del giornale dell'università di Münster, ci sono circa 10,000 volte più sinapsi dei neuroni nel cervello. Ciò significa che per creare un computer che "pensa" come il cervello umano, il meccanismo sinaptico deve essere replicato nella struttura del circuito del computer - che è esattamente quello che è stato compiuto.

Come se questo desgin neuronale non abbia aumentato enormemente il potenziale potenziale di calcolo già, c'è un'altra caratteristica importante di questo microchip: è fotonica, il che significa che opera utilizzando la luce anziché l'elettricità. Il circuito fotonico aumenta esponenzialmente la velocità di un computer rispetto alla circuiteria elettrica, a causa della velocità intrinseca della luce. I chip fotoni utilizzano anche una frazione dell'energia utilizzata dai chip tradizionali, rendendoli più efficienti ed più potente.

"Abbiamo dimostrato la prima sinapsi fotonica integrata al mondo, che ... è il passo [più importante] per il calcolo neuromorfico fotonico", ha dichiarato Harish Bhaskaran, Professore di nanomateriali applicati all'Università di Oxford e leader di questo team di ricerca.

Ma questo è solo il primo passo per i ricercatori.

"Il prossimo passo evidente sarebbe un neurone fotonico da fuoco e un'architettura completa per il calcolo neuromorfico fotonico", ha detto Bhaskaran. "A lungo termine, la nostra collaborazione di ricerca vorrebbe ... creare intere piattaforme di calcolo utilizzando tali dispositivi".

In altre parole, i ricercatori prevedono di costruire un'intera unità di elaborazione costituita da questi chip fotonici, trasmettendo segnali e dati allo stesso modo delle sinapsi nel cervello, ma in forma ottica e non elettrica. Per semplificarlo, hanno intenzione di costruire un intero computer che imita il cervello e opera alla velocità della luce.

"Possiamo immaginare molte applicazioni in intelligenza artificiale, grandi dati e internet delle cose, ma dobbiamo sottolineare che [questa tecnologia è ancora nei nostri giorni] - abbiamo bisogno di molte altre innovazioni in termini di poter calcolare su un chip, e costruire veri analoghi di computer ispirati al cervello come i neuroni on-chip, ecc ", ha detto Bhaskaran.

Sebbene questa tecnologia possa ancora essere nella sua infanzia, è un passo cruciale per sbloccare il potere computazionale, come gli scienziati hanno sognato e teorizzato da decenni.

Si può trovare il documento completo su questa ricerca qui.  

Zengguang Cheng e Carlos Ríos dell'Università di Oxford, nonché Il professor C. David Wright dell'Università di Exeter, hanno contribuito a questa ricerca.