Fino ad ora l’intelligenza artificiale tradizionale è stata portata avanti in gran parte ei laboratori di ricerca e innovazione di tutto il mondo attraverso reti di computer, infrastrutture informatiche piuttosto estese e complesse, sia in termini di dimensioni, sia di consumi energetici.
Si stima che per insegnare a una rete neurale a compiere attività complesse si arrivi ad inquinare quanto 20 volte un essere umano in un anno.
Il Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr) ha pubblicato sulla visita scientifica “Physical Review Letters” un nuovo studio dedicato allo sviluppo di un modello di intelligenza artificiale (IA) del tutto nuovo e con elevati livelli di sostenibilità.
Uno strano modello di intelligenza artificiale
Gli autori dell’articolo, Giulia Marcucci, Davide Pierangeli e Claudio Conti, del Dipartimento di fisica della Sapienza e dell’Istituto dei sistemi complessi del Cnr, infatti, hanno proposto un’idea completamente innovativa di sistema d’intelligenza artificiale che, sfruttando la propagazione di onde luminose, è in grado di fare computazione in maniera “economica”.
Lo studio, dal titolo “Theory of Neuromorphic Computing by Waves: Machine Learning by Rogue Waves, Dispersive Shocks, and Solitons”, come si legge sul sito del Cnr, si basa sul fatto che “nel nostro cervello si propagano onde di natura chimica ed elettrica, comunemente denominate onde cerebrali, che ci permettono di svolgere le operazioni complesse alla base dei nostri comportamenti”.
“Nel nostro lavoro – ha spiegato Conti in una nota – abbiamo mostrato come, sfruttando la propagazione delle onde luminose di un fascio laser, e la loro interazione in un cristallo, si possano risolvere diverse tipologie di problemi computazionali in maniera potenzialmente molto efficiente da un punto di vista energetico”.
Secondo gli studiosi del Centro, le applicazioni di questo tipo di IA includono la classificazione di big data, l’analisi delle immagini e nuovi calcolatori neuromorfici.
Il passo successivo, si legge nel comunicato, sarà quello di “effettuare verifiche sperimentali sul sistema al fine di sostituire le complesse e costose reti di computer con piccoli dispostivi ottici che sfruttino l’intelligenza delle onde”.
Caratteristiche tecniche e vantaggi del modello “neuromorfico”
Come un bambino appena nato sa muovere le gambe, usare gli occhi per esplorare l’ambiente, chiudere o aprire la bocca per reagire agli stimoli, o addirittura nuotare, senza che il suo cervello sia mai stato istruito a farlo, il sistema fisico studiato dal team è in grado di svolgere operazioni complesse senza addestramento.
Gli studi di settore nel tempo si sono focalizzati su un nuovo modello d’intelligenza artificiale, definito “neuromorfico”: simile nelle sue parti principali (unità artificiali che richiamano i neuroni e le sinapsi ad esempio) e nel funzionamento al cervello umano, e come tale con un consumo di energia potenzialmente molto ridotto per l’apprendimento.
In termini economici e di sostenibilità energetica, questo nuovo modello di IA basata su onde luminose (laser) con capacità computazionale dal bassissimo consumo energetico porta con sé grandi vantaggi, sia in termini di emissioni inquinanti, sia di consumo di risorse energetiche e impatto ambientale.