Italiano Inglese

Chip Neuromorfici: quando il futuro dell’AI passa per le connessioni neurali.

Simulare il cervello umano per apprendere attraverso l’esperienza e migliorare con il tempo il proprio funzionamento, nome in codice “Loihi” il nuovo chip “neuromorfico” annunciato dalla Intel che promette di aumentare nettamente l’efficienza nei compiti di intelligenza artificiale che coinvolgono il riconoscimento di modelli senza dimenticare l’efficienza energetica che risulterebbe circa 1000 volte maggiore dei normali chip fino ad oggi in uso.

Il futuro dell’AI potrebbe davvero passare attraverso questi particolari ed innovativi chip che, in correlazione con un apposito software, possono imparare dall’ambiente in cui si trovano a operare per raggiungere le soluzioni migliori per arrivare all’obiettivo prefissato. In questo approccio, diverso per obiettivi e strumenti da quello classico dell’intelligenza artificiale, si integrano competenze in neuroscienze, elettronica, fisica e matematica. A differenza di molte simulazioni al computer di reti neurali e di elaborazione del cervello,  il chip neuromorfo è concepito per imitare realisticamente le interazioni tra le sinapsi, che sono gli spazi collegamento tra due neuroni e rendono possibile la comunicazione. Definibili coma la versione elettronica delle reti di neuroni del cervello umano, i  “neuromorphic chips” sono in sviluppo inoltre da più di quaranta anni ma è il prossimo decennio quello che lentamente ne vedrà la diffusione di massa e ne decreterà il successo: si prevede, infatti, che entro il 2022 circa 5 milioni di dispositivi utilizzeranno chip di questo tipo (oltre agli inevitabili smartphone, i chip neuromorfici saranno utilizzati, secondo gli esperti del settore, per sensoristica sofisticata, nel campo dell’Internet of Things, e, sopratutto, per l’image recognition, che rappresenterà più del 60% del mercato totale).

Pioniera di questa nuova tecnologia, dopo anni di ricerche, è stata l’IBM con il suo “TrueNorth” un chip da 5,4 miliardi di transistor con 4096 core, in cui ogni core ha 256 neuroni artificiali (un milione in totale) e ogni neurone artificiale ha 256 sinapsi artificiali. Una piattaforma di “computing cognitivo” era stata presentata nel 2015 anche da Qualcomm con la realizzazione di “Zeroth” capace di riconoscere quasi in tempo reale la scrittura a mano anche quando questa cambia molto, (in versione semplificata già da anni la tecnologia OCR che si basa sul riconoscimenti di caratteri digitali attraverso il confronto con forme già memorizzate nel database fa qualcosa di simile ma non si perfeziona in maniera automatica con il tempo e l’utilizzo). Alla base di questi processori si trova sempre e comunque, almeno fino ad oggi, un database d’informazioni utile ad istruire il sistema su come è fatto il mondo circostante e su quali criteri utilizzare nelle varie ricerche e soluzioni possibili.

Il chip messo in progetto da Intel, grazie a qualcosa come 130.000 neuroni artificiali e 130 milioni di sinapsi artificiali per esempio, può apprendere e poi applicare quanto compreso senza connettersi al cloud, permettendo ai sistemi di adattarsi in tempo reale. Ogni neurone artificiale inoltre è in grado di comunicare con altre migliaia di neuroni ed ogni "core" può essere programmato in modo indipendente dagli altri. Michael Mayberry, direttore amministrativo di Intel Labs, promette che “il chip neuromorfico Loihi avrà un’impatto fortissimo nel campo della robotica e dell’automazione industriale” ed il punto forte di tale tecnologia a mio avviso, rispetto alle altre in sviluppo, è proprio che “Loihi” sia stata progettato per apprendere ed applicare quanto appreso muovendosi solo a livello “locale” e quindi senza alcun bisogno di connettersi al cloud. Una tecnologia quindi in grado di evolversi anche da sola, proprio come il cervello umano, imparando con il tempo a risolvere problemi sempre maggiori.

Solitamente al momento della creazione di un nuovo processore per computer si può contare già praticamente dall’inizio su una serie di strumenti e biblioteche software specializzate che, con il tempo, tendono ad ampliarsi e migliorarsi. Nel caso di questi nuovi processori, proprio a causa della loro natura così innovativa, cambia invece radicalmente anche tutto l’ecosistema che li integra e così i paradigmi di programmazione e gli strumenti informatici sono tutti da re-inventare. Con il tempo l’ecosistema, composto da sistemi innovativi singoli e multi-chip, tenderà ad essere sempre più ricco e completo grazie alla creazione di software specializzati e alla vasta comunità scientifica che si interesserà alla nuova tecnologia, università in primis. È proprio nel punto di intersezione di questi sistemi neurosinaptici innovativi, di questi strumenti software specializzati e di questa comunità scientifica che stanno emergendo quelli che saranno i nuovi orizzonti dell’informatica, lo slogan è uno: imparare dall’ambiente circostante al fine di elaborare soluzioni complesse.

Gianluca Cimini

Chip Neuromorfici: quando il futuro dell’AI passa per le connessioni neurali. - Gianluca Cimini