Schema di un nano-oscillatore spin-torque, costituito da un distanziatore non magnetico (oro) tra due strati ferromagnetici, con magnetizzazione m per lo strato libero (blu) e M per lo strato fisso (argento). Una corrente iniettata nell'oscillatore induce precessioni di magnetizzazione di m. Per i nostri esperimenti abbiamo utilizzato un nano-oscillatore con un diametro di 375 nm; però, sono possibili diametri di 10-500 nm. Credito: Natura (2017). DOI:10.1038/natura23011
(Phys.org)—Un team di ricercatori con membri provenienti dalla Francia, Il Giappone e gli Stati Uniti hanno creato un dispositivo magnetico su nanoscala che imita il comportamento dei neuroni e può essere utilizzato per riconoscere i segnali audio umani. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Natura , il team descrive come hanno costruito il loro dispositivo, come funziona e quanto accurati hanno trovato i suoi risultati. Frank Hoppensteadt con il Courant Institute of Mathematical Sciences offre un pezzo News &Views sul lavoro svolto dal team e delinea le idee alla base dei computer neuromorfici (simili al cervello) e come alcuni di essi vengono creati.
Come suggerisce il nome, i computer neuromorfici sono dispositivi informatici che funzionano imitando il modo in cui funziona il cervello umano:in tali sistemi, i ricercatori creano dispositivi pensati per imitare i neuroni, sinapsi, ecc. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno costruito un tale dispositivo e lo hanno usato per riconoscere i segnali audio umani. In particolare, tali dispositivi sono tipicamente analogici piuttosto che digitali e dovrebbero offrire alcuni vantaggi rispetto ai computer tradizionali (ridotto fabbisogno energetico, addestrabilità e velocità di trasferimento dati più elevate) se possono essere sviluppate. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno costruito un computer neuromorfo su nanoscala con 400 neuroni disposti in una matrice e posizionati su un chip del computer.
I neuroni erano rappresentati da minuscoli pilastri a tre strati, un distanziatore non magnetico tra due strati ferromagnetici. Una magnetizzazione diretta indotta da una corrente elettrica continua nella parte superiore del neurone, e una corrente secondaria faceva oscillare in modo stabile la magnetizzazione. Per utilizzare l'array come dispositivo informatico, i ricercatori hanno pronunciato un numero a una cifra come "uno" ad alta voce in un microfono, che inviava il suono a un processore digitale che lo convertiva in un segnale elettrico. Il segnale elettrico è stato quindi inviato al chip che imita il neurone, che i ricercatori hanno chiamato serbatoio. Un altro computer digitale leggeva le oscillazioni dei neuroni, li ha analizzati, e poi tradurre il risultato in una forma riconoscibile dall'uomo, come la visualizzazione della parola "uno" su uno schermo video. Nel testare il dispositivo con più voci, il team ha riscontrato che era accurato al 99,6 percento.
Il dispositivo è chiaramente rudimentale, ed è stato costruito esclusivamente per scopi di ricerca, ma dimostra che i computer neuromorfici sono più che semplici voli di fantasia:potrebbero benissimo aumentare i computer futuri, offrendo nuovi modi per elaborare le informazioni.
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