Nanocristalli di perovskite per computer più potenti ispirati alle cellule cerebrali

perovskite
La sperimentazione del Politecnico di Milano su nuovo tipo di componente informatico più potente grazie ai nanocristalli di perovskite.

Su Science Advances la sperimentazione del Politecnico di Milano su nuovo tipo di componente informatico più potente e più facile da produrre grazie ai nanocristalli di perovskite. Qui l’articolo.

Ispirarsi all’efficienza energetica del cervello copiandone la struttura per creare computer più potenti: un team di ricercatori del Politecnico di Milano, dell’Empa e del Politecnico di Zurigo ha sviluppato un memristore più potente e più facile da produrre rispetto ai suoi predecessori e i risultati sono stati pubblicati su “Science Advances”.

I ricercatori stanno sviluppando architetture informatiche ispirate al funzionamento del cervello umano attraverso nuovi componenti che, come le cellule cerebrali, combinano la memorizzazione e l’elaborazione dei dati. I nuovi memristori si basano su nanocristalli di perovskite alogenata, un materiale semiconduttore noto per la produzione di celle solari.

Il cervello consuma poco

Sebbene la maggior parte delle persone non sia in grado di fare calcoli matematici con la precisione dei computer, possiamo elaborare senza sforzo informazioni sensoriali complesse e imparare dalle nostre esperienze, cosa che un computer non può (ancora) fare. E nel farlo, il cervello consuma appena la metà dell’energia di un computer portatile grazie alla sua struttura in sinapsi, in grado sia di memorizzare che di elaborare le informazioni.

Nei computer, invece, la memoria è separata dal processore e i dati devono essere trasportati continuamente tra queste due unità. La velocità di questo trasporto è limitata, il che rende l’intero computer più lento quando la quantità di dati è molto elevata.

“Il nostro obiettivo non è quello di sostituire l’architettura classica dei computer- spiega Daniele Ielmini, professore del Politecnico di Milano- Piuttosto, vogliamo sviluppare architetture alternative che possano svolgere determinati compiti in modo più veloce ed efficiente dal punto di vista energetico. Questo include, ad esempio, l’elaborazione parallela di grandi quantità di dati, come avviene oggi ovunque, dall’agricoltura all’esplorazione spaziale”.

Il ruolo dei nanocristalli di perovskite

I ricercatori, sulla base delle misurazioni, hanno simulato un complesso compito di calcolo che corrisponde a un processo di apprendimento nella corteccia visiva del cervello. Il compito consisteva nel determinare l’orientamento di una barra luminosa in base ai segnali provenienti dalla retina.

“Le perovskiti alogenuri conducono sia ioni che elettroni- chiarisce Rohit John, postdoc al Politecnico di Zurigo e all’Empa – Questa doppia conduttività consente di effettuare calcoli più complessi e più simili ai processi cerebrali”.

La tecnologia non è ancora pronta per l’uso e la semplice produzione dei nuovi memristori rende difficile la loro integrazione con i chip dei computer esistenti: le perovskiti non possono sopportare le temperature di 400-500 gradi Celsius necessarie per la lavorazione del silicio, almeno non ancora.

Esistono anche altri materiali con proprietà simili che potrebbero essere presi in considerazione per la produzione di memristori ad alte prestazioni. “Possiamo testare i risultati del nostro sistema di memristori con diversi materiali- afferma Alessandro Milozzi, dottorando al Politecnico di Milano – probabilmente alcuni di essi sono più adatti all’integrazione con il silicio”.

Articolo : RA John, A Milozzi, S Tsarev, R Brönnimann, SC Boehme, E Wu, I Shorubalko, MV Kovalenko, D Ielmini; Ionic-electronic halide perovskite memdiodes enabling neuromorphic computing with a second-order complexity; Science Advances (2022) https://doi.org/10.1126/sciadv.ade0072

 

 

Software

Reverse engineering e scansioni 3D: dal dato al modello

Il reverse engineering consente di ricavare modelli digitali e informazioni progettuali a partire da oggetti fisici, soprattutto quando manca documentazione aggiornata. Le scansioni 3D facilitano l’acquisizione dei dati, ma il valore risiede nella loro interpretazione e trasformazione in modelli utilizzabili.

Design thinking

La nuova era delle navi autonome

La nuova era delle navi autonome per applicazioni commerciali e di difesa: l’esperienza di Saronic Technologies Il settore dell’industria marittima richiede ingenti investimenti in manodopera e capitale ed è caratterizzato da modelli operativi ormai obsoleti. Il risultato è che, negli

osservatorio mecspe
Attualità

Osservatorio MECSPE: 9 imprese su 10 sono in linea con gli obiettivi

Secondo l’Osservatorio MECSPE, queste imprese integrano la sostenibilità nei propri modelli industriali, ma circa la metà è preoccupata per i dazi e il 55% ritiene insufficienti le nuove misure. L’industria manifatturiera, con le sue più di 486mila imprese attive [1]

Design thinking

Motori criogenici: la sfida dell’azoto liquido

Una tecnologia emergente tra storia, ricerca contemporanea e prospettive energetiche del futuro Il settore della mobilità globale si trova oggi a un bivio fondamentale, stretto tra la necessità impellente di decarbonizzare i trasporti e i limiti fisici delle attuali tecnologie