In quello che potrebbe essere un piccolo passo per la scienza che potrebbe portare a una svolta, un ingegnere della Washington University di St. Louis ha compiuto passi verso l'utilizzo di reti di nanocristalli per applicazioni di intelligenza artificiale.

Elia Thimsen, assistente professore di energia, ingegneria ambientale e chimica nella School of Engineering &Applied Science, ei suoi collaboratori hanno sviluppato un modello in cui testare le teorie esistenti su come gli elettroni si muovono attraverso i nanomateriali. Questo modello potrebbe gettare le basi per l'utilizzo di nanomateriali in un dispositivo di apprendimento automatico.

"Quando si costruiscono dispositivi con nanomateriali, non sempre si comportano come farebbero per un materiale sfuso, " ha detto Thimsen. "Una delle cose che cambia drasticamente è il modo in cui questi elettroni si muovono attraverso il materiale, chiamato meccanismo di trasporto degli elettroni, ma non si capisce bene come ciò accada".

Thimsen e il suo team hanno basato il modello su una teoria insolita secondo cui ogni nanoparticella in una rete è un nodo connesso a ogni altro nodo, non solo i suoi immediati vicini. Altrettanto insolito è che la corrente che scorre attraverso i nodi non occupi necessariamente gli spazi tra i nodi:deve solo passare attraverso i nodi stessi. Questo comportamento, che è previsto dal modello, produce hotspot di corrente osservabili sperimentalmente su scala nanometrica, ha detto il ricercatore.

Inoltre, il team ha esaminato un altro modello chiamato rete neurale, basato sul cervello umano e sul sistema nervoso. Gli scienziati hanno lavorato per costruire nuovi chip per computer per emulare queste reti, ma questi chip sono molto lontani dal cervello umano, che contiene fino a 100 miliardi di nodi e 10, 000 connessioni per nodo.

"Se abbiamo un numero enorme di nodi, molto più grande di qualsiasi cosa esistente, e un numero enorme di connessioni, come lo addestriamo?" chiede Thimsen. "Vogliamo che questa grande rete esegua qualcosa di utile, come un compito di riconoscimento di schemi."

Sulla base di queste teorie della rete, Thimsen ha proposto un progetto iniziale per disegnare un semplice chip, dargli input particolari e studiarne gli output.

"Se la trattiamo come una rete neurale, vogliamo vedere se l'output dal dispositivo dipenderà dall'input, " disse Thimsen. "Una volta che saremo in grado di dimostrarlo, faremo il passo successivo e proporremo un nuovo dispositivo che ci permetta di addestrare questo sistema a eseguire un semplice compito di riconoscimento di schemi".

I risultati del loro lavoro sono stati pubblicati nella pubblicazione online avanzata di The Journal of Physical Chemistry C .