Mentre ci avviciniamo ai limiti di miniaturizzazione dell'elettronica convenzionale, le alternative ai transistor a base di silicio, gli elementi costitutivi della moltitudine di dispositivi elettronici su cui facciamo affidamento, vengono perseguite con fervore.
Ispirato dal modo in cui gli organismi viventi si sono evoluti in natura per svolgere compiti complessi con notevole facilità, un gruppo di ricercatori della Durham University nel Regno Unito e dell'Università di São Paulo-USP in Brasile sta esplorando metodi "evolutivi" simili per creare dispositivi di elaborazione delle informazioni.
Nel Rivista di fisica applicata , da AIP Publishing, il gruppo descrive l'uso di compositi di nanotubi di carbonio a parete singola (SWCNT) come materiale nell'informatica "non convenzionale". Studiando le proprietà meccaniche ed elettriche dei materiali, hanno scoperto una correlazione tra concentrazione/viscosità/conduttività di SWCNT e la capacità di calcolo del composito.
"Invece di creare circuiti da array di componenti discreti (transistor nell'elettronica digitale), il nostro lavoro prende un materiale casuale disordinato e quindi "addestra" il materiale per produrre un output desiderato, " ha detto Mark K. Massey, ricerca associata, School of Engineering and Computing Sciences presso la Durham University.
Questo campo di ricerca emergente è noto come "evoluzione in materia, " un termine coniato da Julian Miller presso l'Università di York nel Regno Unito. Che cos'è esattamente? Un campo interdisciplinare fonde insieme scienza dei materiali, ingegneria e informatica. Anche se ancora agli inizi, il concetto ha già dimostrato che utilizzando un approccio simile all'evoluzione naturale, i materiali possono essere addestrati per imitare i circuiti elettronici, senza la necessità di progettare la struttura del materiale in un modo specifico.
"Il materiale che usiamo nel nostro lavoro è una miscela di nanotubi di carbonio e polimeri, che crea una struttura elettrica complessa, " spiegava Massey. "Quando si applicano tensioni (stimoli) in punti del materiale, le sue proprietà elettriche cambiano. Quando i segnali corretti vengono applicati al materiale, può essere addestrato o "evoluto" per svolgere una funzione utile."
Anche se il gruppo non si aspetta di vedere il proprio metodo competere con i computer al silicio ad alta velocità, potrebbe rivelarsi una tecnologia complementare. "Con più ricerche, potrebbe portare a nuove tecniche per realizzare dispositivi elettronici, " ha osservato. L'approccio può trovare applicazioni nell'ambito dell'"elaborazione del segnale analogico o a bassa potenza, dispositivi a basso costo in futuro."
Oltre a perseguire l'attuale metodologia dell'evoluzione in materia, la fase successiva della ricerca del gruppo sarà quella di indagare sui dispositivi in evoluzione come parte dell'evoluzione "hardware-in-the-loop" di fabbricazione dei materiali. "Questo entusiasmante approccio potrebbe portare a ulteriori miglioramenti nel campo dell'elettronica evolubile, " disse Massey.
