I percorsi neurali ispirano il progresso informatico
Al fine di supportare una vasta gamma di applicazioni di intelligenza artificiale (IA), i dispositivi elettronici stanno diventando sempre più intelligenti. È perciò necessario che integrino intelligenza e potenza di calcolo sempre maggiori, pur mantenendosi compatti ed efficienti dal punto di vista energetico. «Nonostante in passato siano state studiate diverse opzioni tecnologiche, nessuna è mai riuscita a raggiungere un’efficienza di elaborazione simile a quella del cervello umano», spiega il coordinatore del progetto TEMPO Björn Debaillie, di imec, con sede in Belgio. «In questo progetto volevamo allontanarci dall’architettura informatica classica e imitare la struttura e le funzioni del cervello umano nell’hardware dei semiconduttori.»
Tecnologie hardware neuromorfiche
L’obiettivo del progetto TEMPO era perciò quello di sviluppare tecnologie hardware neuromorfiche, basate su strutture, processi e capacità dei cervelli biologici. Il gruppo di ricerca coinvolto nel progetto ha inoltre cercato di estendere l’impiego dell’hardware neuromorfico a varie applicazioni. «Queste soluzioni hardware rivoluzionarie sono essenziali per sostenere la migrazione delle elaborazioni di IA dal cloud all’edge, per migliorarne prestazioni, servizi, affidabilità e sicurezza», afferma Debaillie. «Per raggiungere questo obiettivo, abbiamo elaborato parametri di riferimento e percorsi volti a supportare la valutazione delle tecnologie emergenti. Ci siamo inoltre rivolti all’ottimizzazione dell’infrastruttura europea per la produzione di microprocessori neuromorfici.» Al fine di garantire soluzioni sostenibili dal punto di vista industriale, nel progetto sono stati coinvolti i principali operatori del settore in tutta la catena del valore. È stata istituita una collaborazione aperta all’interno del consorzio per avvalersi di competenze all’avanguardia, oltreché di infrastrutture di ricerca e produzione dei semiconduttori. «Un obiettivo della nostra ricerca è stato il potenziamento di tecnologie di memoria emergenti per ottenere un’elaborazione dei dati potente ed efficiente», osserva Debaillie. «Inoltre, abbiamo esaminato l’intero panorama di tecnologie neuromorfiche, valutandone vari di livelli di maturità pronti per la produzione.» Sono stati messi a confronto diversi algoritmi e la loro potenziale applicabilità è stata valutata e convalidata in quattro domini applicativi chiave: salute intelligente, elettronica intelligente, industrie intelligenti e mobilità intelligente.
Produzione armonizzata di semiconduttori
Questo lavoro ha contribuito a gettare le basi per la realizzazione del passaggio dell’IA dal cloud ai dispositivi intelligenti. I risultati del progetto sono stati pubblicati in oltre cento articoli scientifici e hanno portato allo sviluppo di undici dimostrazioni di verifica concettuale nei quattro settori applicativi di riferimento. Sono stati raggiunti progressi fondamentali anche nell’ottimizzazione delle tecnologie di memoria emergenti, pronte per essere integrate nell’hardware neuromorfico. «Le comparazioni tra tecnologie, architetture e approcci diversi sono stati raccolti in un parametro di riferimento olistico», afferma Debaillie. «Ciò consentirà di effettuare scelte tecnologiche consapevoli nell’intero corso del ciclo di sviluppo e della catena del valore.» Il gruppo responsabile del progetto TEMPO ha inoltre stabilito meccanismi per armonizzare la produzione di semiconduttori. «Ciò consentirà la creazione di centri di eccellenza in termini di competenze e infrastrutture, il miglioramento della produzione complementare e il rafforzamento dell’offerta europea di semiconduttori», aggiunge Debaillie.
Vantaggi delle tecnologie hardware neuromorfiche
Le tecnologie hardware neuromorfiche sperimentate in TEMPO potrebbero apportare benefici quotidiani. «I dispositivi intelligenti offriranno un maggior numero di applicazioni e servizi, dotati di un migliore livello di prestazioni, sicurezza e protezione, in quanto permettono di elaborare i dati localmente nel dispositivo», osserva Debaillie. Il lavoro compiuto da TEMPO è proseguito attraverso progetti di ricerca collaborativa come ANDANTE ed è stato ripreso da PMI innovative ed entità industriali all’avanguardia. Rivolgendosi all’intera catena del valore, dalle tecnologie alle applicazioni, il progetto ha svolto un ruolo chiave nel rafforzare la posizione europea nell’informatica d’avanguardia. In effetti, i risultati dovrebbero stimolare ulteriori attività di ricerca. «L’adozione di queste tecnologie da parte del mercato è in progressiva evoluzione», osserva Debaillie. «Questa tendenza è chiaramente visibile, visto l’interesse suscitato dall’argomento IA edge e il fatto che l’“informatica neuromorfica” è considerata la chiave per consentirne l’attuazione.»
Parole chiave
TEMPO, informatica, biologico, cervelli, neuromorfico, semiconduttore, algoritmi
