Una coppia di ricercatori in scienze dei materiali e ingegneria della Northwestern University ha condotto un'indagine sui dispositivi neuromorfici e sulle architetture emergenti che potrebbero essere abilitati dall'uso di nanomateriali. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Nanotecnologia della natura , Vinod Sangwan e Mark Hersam delineano i tre principali tipi di nanomateriali che potrebbero sostituire i componenti molto più grandi attualmente utilizzati nei sistemi informatici.

Come notano Sangwan e Hersam, la tecnologia informatica è a un bivio. Sia gli informatici che gli utenti desiderano che i progressi che si sono verificati negli ultimi decenni continuino nel futuro. I dispositivi di oggi rappresentano un miglioramento molto significativo rispetto a quelli di appena due o tre decenni fa. Ma ci sono due principali ostacoli all'orizzonte che impediranno tali miglioramenti in futuro:dimensioni e potenza.

Gli ingegneri si stanno avvicinando sempre di più ai limiti delle dimensioni fisiche dei chip dei computer:la fisica impone che i microcircuiti possano essere realizzati solo così piccoli. Ciò significa che qualcos'altro dovrà sostituirli se i computer devono continuare ad avanzare. L'altro problema è la quantità di energia utilizzata dai computer. Ricerche precedenti hanno dimostrato che i tipi di reti neurali pianificate per il futuro richiedono più energia. Alcuni hanno stimato che ci vorrebbe più di quanto viene prodotto oggi nel mondo intero. In questo nuovo sforzo, i ricercatori affrontano il secondo problema e suggeriscono che la risposta sta nel realizzare computer utilizzando nanomateriali. Proseguono conducendo un'indagine su tali dispositivi e architetture che sono attualmente al centro degli sforzi di ricerca.

Per svolgere il loro sondaggio, i ricercatori scompongono quelli che descrivono come dispositivi neuromorfici con tre tipi di nanomateriali:zero dimensionali, unidimensionale e bidimensionale. Notano che ognuno ha i suoi vantaggi e svantaggi, come le proprietà ottiche dei sistemi fotonici 0D e la somiglianza dei nanomateriali 1-D con gli assoni tubolari. Anche il più grande del gruppo, nanomateriali bidimensionali, può essere usato per cose come resistori sinaptici o come struttura per chip di memoria multilivello. Notano anche che tutti e tre i tipi di nanomateriali mostrano una significativa plasticità sinaptica, che avvicinerebbe tali dispositivi a imitare il cervello umano.

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