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Brain-Inspired Computing:

frontiera tra Elettronica e Neuroscienze

Le sinergie tra elettronica e neuroscienze guideranno la rivoluzione dell’Intelligenza Artificiale

Professor Francesco Maria Puglisi, è possibi- tanti e in tempi troppo dilatati. Di recente, stiamo cativi risultati, testimoniati da una nutrita produzio-
le replicare le singolari capacità del cervello cercando, in sinergia con i colleghi neuroscien- ne scientifica, dalla pubblicazione sulla piattaforma
umano e trasferirle ai sistemi elettronici? ziati, di ripensare l’hardware grazie a dispositivi www.nanohub.org del modello di un dispositivo
nano-elettronici innovativi, ispirandoci a neuroni neuro-sinaptico e dal deposito di un brevetto per un
Saremmo ottimisticamente tentati di dire sì, ma e sinapsi. Su questo tema siamo anche coinvolti
la domanda merita più attenzione. Di recente, ri- in un importante progetto di ricerca europeo ini- circuito innovativo da noi sviluppato. Inoltre, con
sultati rilevanti in questo settore hanno permes- ziato a gennaio 2020: BEFERROSYNAPTIC. i colleghi di dipartimento Prof. Pavan e Calderara,
so innovazioni straordinarie (come la vettura a ed al Prof. Mapelli (Dipartimento di Scienze Bio-
guida autonoma), grazie alla possibilità, fino a Di cosa si occupa, in particolare, il progetto mediche, Metaboliche e Neuroscienze), abbiamo
pochi anni fa impensabile, di implementare nei BEFERROSYNAPTIC? organizzato la prima edizione del “Brain-Inspired
sistemi elettronici algoritmi capaci di apprende- È un progetto finanziato dalla Commissione Eu- Computing Workshop” che ha visto la presenza di
re, in modo simile al cervello. Il risultato è stra- ropea che si propone di integrare dispositivi na- relatori di altissimo livello, riscuotendo notevole en-
ordinario, tanto che termini come “Intelligenza no-elettronici emergenti (basati su innovativi tusiasmo e promuovendo la creazione di un network
Artificiale” e “Sistemi Autonomi” sono sempre materiali ferroelettrici) in architetture di calcolo nazionale di esperti. Stiamo ora organizzando la se-
più diffusi anche tra i non addetti ai lavori. Tut- non convenzionali per realizzare un processore conda edizione, con l’obiettivo di creare un evento
tavia, i progressi nello sviluppo di tali algoritmi neuromorfico, in grado di elaborare l’informazio- di riferimento per la comunità scientifica italiana ed
si scontrano con un prezzo troppo alto da paga- ne alla stregua del cervello umano, consumando internazionale impegnata in queste tematiche.
re: l’energia richiesta dai computer per eseguire pochissima energia. Vi partecipano undici tra cen-
complesse elaborazioni in tempi ragionevoli. tri di ricerca, Università ed industrie di massimo

Quindi, cosa manca all’Intelligenza Artificiale per rilievo con sede in Germania (NaMLab, Università
innescare una vera rivoluzione “a tutto tondo”? di Dresda, Centro di Ricerca “Helmholtz”, Univer-
sità di Bielefeld, XFAB), Francia (CEA), Svizzera
Lo sviluppo di algoritmi è fondamentale, ma la (IBM, Università di Zurigo, ETH), Grecia (Centro
vera rivoluzione dell’intelligenza artificiale av- di Ricerca “Demokritos”) ed Italia (Consorzio Na-
verrà quando i computer saranno strutturalmente zionale Interuniversitario per la Nanoelettronica –
più simili al cervello, permettendo agli algoritmi IU.NET – con l’Università di Modena e Reggio
innovativi di poter essere eseguiti in tempi rapi- Emilia e l’Università di Udine).
di e con poca energia. Attualmente, il computer
più potente al mondo si avvicina alle prestazioni Quali le competenze messe in campo e le ini-
del cervello umano ma richiede, secondo stime ziative intraprese dall’Università di Modena e
ottimistiche, oltre 50000 volte più energia (ed oc- Reggio Emilia in BEFERROSYNAPTIC?
cupa la superficie di due campi da basket). Affin- Siamo coinvolti nella caratterizzazione elettrica e
ché l’intelligenza artificiale diventi pervasiva c’è nella modellizzazione di dispositivi nano-elettronici
bisogno di ripensare l’hardware (i computer), non ferroelettrici che costituiranno le “sinapsi elettroni-
solo il software (gli algoritmi). Senza questa in- che”, oltre che nello sviluppo di circuiti neuro-si-
novazione, l’intelligenza artificiale potrà arrivare naptici. Ciò è possibile anche grazie alla dotazione
ai dispositivi periferici solo con la trasmissione di strumentale all’avanguardia del Laboratorio Stru-
enormi quantità di dati, a costi energetici esorbi- mentazione del DIEF. Abbiamo già ottenuto signifi-

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