Spanier sta sviluppando "cervelli" di grafene per potenziare l'intelligenza artificiale?


L'ingegnere spagnolo Mario Lanza sta guidando l'applicazione di materiali bidimensionali per creare i più avanzati "hard drive" di Suzhou, Cina.

Reti neurali artificiali

Il cielo ha il paradiso; la terra, Suzhou e Hangzhou". Con questo detto, la Cina ha due delle sue enclavi più belle. Nella prima, lo spagnolo Mario Lanza ha trovato il suo Eden personale. Nella città che persino Marco Polo scambiò per Venezia, il ricercatore si dedica alle sue due grandi passioni: la famiglia e la nanoscienza. Con più di 100 articoli scientifici, un libro, quattro brevetti e tre aziende, Lanza sta sviluppando i nuovi "hard disk" che renderanno possibile l'esplosione dell'intelligenza artificiale.

"Ho sempre pensato che avrei dovuto fare esperienza per trovare un lavoro migliore in Spagna", racconta a INNOVADORES.

Quell'idea portò il giovane Lanza del liceo salesiano di Sarrià in Germania. Ha avuto la fortuna che l'università tedesca dove studiava era molto vicina alla sede del chipmaker Infineon Technologies, con cui il suo supervisore aveva un accordo di cooperazione. È così che l'ingegnere elettronico ha scoperto la ricerca e ha progettato il suo primo documento - mentre era ancora uno studente Erasmus. "È abbastanza insolito", ammette.

È tornato in Spagna per conseguire un dottorato, ma la tecnologia di cui aveva bisogno per il suo lavoro non era così avanzata. "Nella nanoscienza, se non hai accesso alle migliori macchine, ripetere gli esperimenti è molto più complesso", dice. "Non potevo restare". Ha fatto di nuovo le valigie, è tornato in Germania e poi è saltato in Inghilterra. Nell'ultimo anno del suo dottorato, gli accadde una cosa curiosa: aveva raggiunto così tanti risultati scientifici da poter andare avanti con la scrittura della sua tesi, così decise di usare gli ultimi mesi di studio per imparare il cinese.

Era d'accordo con i suoi professori che poteva trasferirsi all'Università di Pechino per imparare la lingua al mattino e finire le sue ricerche nel pomeriggio. Questo accadeva dieci anni fa. Una vera impresa. Non molte persone hanno resistito così a lungo nel paese asiatico. "La gente tende a rinunciare, la competizione lì è brutale".

Nel 2012, Lanza si è preso un anno e mezzo di pausa per fare ricerca alla Stanford University. Al suo ritorno in Cina, ha ricevuto una succosa offerta dall'Università di Suzhou e ha iniziato una nuova vita nella "città più bella della Cina". Non solo ha ricevuto una sovvenzione molto generosa per il suo progetto di ricerca, ma ha anche ricevuto una sovvenzione di 200.000 euro per stabilirsi nel paese. "Questa è una pratica comune". Da lì, ora conduce la ricerca su un dispositivo di cui i lettori potrebbero non aver mai sentito parlare, ma che avrà un ruolo chiave nel prossimo futuro.

Si chiama memristor, ed è fondamentalmente un disco rigido super-forte. "È un dispositivo rivoluzionario in grado di memorizzare ed elaborare enormi quantità di informazioni in uno spazio molto piccolo", spiega. Tradizionalmente, queste operazioni sono state eseguite utilizzando transistor, che possono emulare gli uno e gli zero del codice binario memorizzando la carica elettrica. I memristori, tuttavia, memorizzano i bit in un modo radicalmente diverso: cambiando la resistenza elettrica dei materiali isolanti incorporati in condensatori di dimensioni nanometriche.

Il gruppo di ricerca di Lanza è stato pioniere nell'applicazione di nuovi composti per creare memristori più efficienti. In particolare, ha introdotto materiali bidimensionali come il grafene e il nitruro di boro che agiscono rispettivamente come elettrodi e isolanti. "Hanno proprietà molto esotiche, per esempio, alta resistenza meccanica, flessibilità, trasparenza e conducibilità termica molto alta", spiega l'ingegnere.

Il suo team ha scoperto altre singolarità legate alle proprietà elettriche del memristor. I materiali bidimensionali hanno la capacità di controllare la resistenza elettrica del memristor in modo molto preciso, rendendo molto più facile sintonizzare la sua velocità. "Possono creare transizioni più progressive".

E a che scopo? Questo controllo della conduttività migliora le prestazioni dei dispositivi. Tanto che possono persino simulare il funzionamento delle connessioni neurali. "I neuroni sono collegati da sinapsi e il memristor funziona allo stesso modo". Le reti neurali artificiali vengono già realizzate con questa tecnologia (IBM è leader in questo campo). Quindi Lanza sta guidando la progettazione dei futuri cervelli fisici (chip) che gestiranno l'intelligenza artificiale.