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Verso una macchina realmente intelligente

Grazie alla ricerca e alla collaborazione fra Cnr del Politecnico di Milano e dell’Università di Vienna, siamo di fronte a una scoperta senza precedenti: possiamo realizzare una macchina veramente intelligente.

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La capacità intellettiva non è del tutto legata alle dimensioni e alla complessità della massa cerebrale. L’intelligenza, come la memoria, è correlata soprattutto alle continue modifiche strutturali che il cervello applica a seconda degli stimoli che riceve. Ogni processo di apprendimento, ogni stato di pensiero implica una variazione di qualche circuito nervoso. Questi circuiti sono costituiti dall’insieme dei neuroni – le cellule cerebrali – e dalle loro innumerevoli diramazioni: dei lunghi filamenti chiamati assoni. Durante le esperienze questi filamenti si spostano, si allungano o si accorciano per creare le connessioni necessarie alle attività sensoriali o motorie. I legami fra gli assoni avvengono tramite le loro estremità – le sinapsi – e anche queste aumentano o diminuiscono di numero ed efficacia a seconda delle esigenze. Questa capacità cerebrale di potersi riorganizzare in maniera stabile o transitoria è chiamata plasticità ed è questa che rende intelligenti gli esseri umani e tutti gli animali superiori. Questo rimodellamento avviene di continuo quando impariamo, osserviamo, sentiamo, in ogni esperienza come in ogni studio in cui ci applichiamo.

Ma c’è un altro aspetto da prendere in considerazione. In ogni neurone passa elettricità ed è tramite questa che l’impulso motorio o sensoriale si trasmette. La frequenza con cui le scariche elettriche passano negli assoni è alla base della plasticità cerebrale. Infatti a seconda dei diversi hertz in cui passa l’onda sinusoidale elettrica cambiano anche le connessioni neuronali e quindi vengono immagazzinate in modo diverso le informazioni che costituiscono la memoria, la coscienza, le esperienze, i pensieri.

Da diversi anni l’uomo sta cercando di imitare il funzionamento cerebrale per realizzare macchine intelligenti. Queste vengono chiamate reti neurali e hanno molte analogie con le connessioni sinaptiche. Anche qui passano impulsi elettrici ma la differenza sostanziale sta proprio nell’assenza totale di plasticità. Ed è questo il motivo per cui nessuna macchina può essere considerata veramente intelligente, anche se in grado di fare calcoli estremamente complessi.

Una prima svolta in questo senso è avvenuta con la realizzazione nel 2008 del memristor, un componente elettronico in grado di memorizzare gli impulsi elettrici che lo hanno attraversato. Questo circuito conserva l’informazione – e quindi le esperienze – anche in assenza di corrente elettrica, quando il calcolatore è spento. A questo si è aggiunto negli ultimi anni l’avvento del computer quantistico che ha aumentato esponenzialmente le capacità di calcolo ma soprattutto ha permesso di elaborare le informazioni in sovrapposizioni di stati potenzialmente infiniti, seguendo quindi vie diverse contemporaneamente.

È notizia di questi giorni che una collaborazione fra Cnr del Politecnico di Milano e dell’Università di Vienna ha permesso di realizzare un sistema chiamato quantum memristor. Anche questo mantiene la memoria delle esperienze ma, operando sugli stati quantistici dei fotoni di un laser, permette alle informazioni di propagarsi simultaneamente in due o più percorsi e cambiare strada a secondo del tipo di energia trasmessa e quindi a seconda delle esigenze del momento.

I ricercatori si sono resi conto che questo funzionamento è estremamente simile a quello delle sinapsi naturali e alle loro capacità di rimodellamento dei percorsi a seconda della frequenza elettrica. Siamo di fronte a una scoperta senza precedenti. Possiamo rendere plastica una rete neurale artificiale e quindi di fatto realizzare una macchina questa volta veramente intelligente.

 

di Massimiliano Fanni Canelles

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