Scienziati in Svizzera hanno scoperto che un composto utilizzato nell’elettronica è in grado di “ricordare” precedenti stimoli esterni in modo simile ai neuroni nel cervello umano.
Mohammad Samizadeh Nikoo, studente di dottorato in ingegneria elettrica presso il PowerLab del Politecnico di Losanna, casualmente ha fatto la scoperta mentre conduceva ricerche sul biossido di vanadio (VO2): per la sua tesi, per scoprire quanto tempo il VO2 impiega a passare da uno stato all’altro, in tal modo, ha osservato un effetto memoria nella struttura del materiale.
È questo il primo materiale ad essere identificato con questa proprietà. Lo studio pubblicato nella rivista Nature, potrebbe avere importanti implicazioni per il futuro dei dispositivi elettronici, in particolare per quanto riguarda l’elaborazione e l’archiviazione dei dati.
Comportarsi come neuroni
Samizadeh Nikoo ha detto:
«Il biossido di vanadio può mostrare un’attivazione simile a un neurone, ciò significa che può far passare corrente elettrica in determinate condizioni che sono molto simili ai neuroni».
Samizadeh Nikoo ha spiegato che nei suoi esperimenti ha applicato una corrente elettrica a un campione di VO2. La corrente si è mossa attraverso il materiale, seguendo un percorso fino a quando non è uscita dall’altra parte. La corrente quando ha riscaldato il campione, ha causato il cambiamento di stato del VO2, passata la corrente, il materiale è tornato allo stato iniziale.
Samizadeh Nikoo quando ha applicato un secondo impulso di corrente al materiale, ha visto che il tempo necessario per cambiare stato era direttamente collegato alla storia precedente del materiale.
Elison Matioli, Scuola Politecnica Federale di Losanna, responsabile del PowerLab, ha affermato:
«Il VO2 sembrava “ricordare” la prima transizione di fase e anticipare la successiva, non ci aspettavamo di vedere questo tipo di effetto memoria, non ha nulla a che fare con gli stati elettronici ma piuttosto con la struttura fisica del materiale. È una nuova scoperta: nessun altro materiale si comporta in questo modo».
Effetto memoria per un massimo di tre ore
I ricercatori hanno poi scoperto che il VO2 è in grado di ricordare il suo stimolo esterno più recente per un massimo di tre ore.
Elison Matioli ha detto:
«L’effetto memoria potrebbe persistere per diversi giorni, ma al momento non abbiamo gli strumenti necessari per misurarlo».
I ricercatori hanno affermato che la scoperta è importante perché gli ingegneri si affidano alla memoria per eseguire calcoli di ogni tipo e i materiali che offrono maggiore capacità, velocità e miniaturizzazione in questo processo sono molto richiesti. Il VO2 ora sembra mettere un segno di spunta a tutte e tre queste caselle.
Samizadeh Nikoo ha affermato:
«Abbiamo scoperto che queste condizioni di attivazione sono completamente correlate alla storia e al background dell’ossido di vanadio, in realtà è correlato alle sue precedenti attivazioni. È questo esattamente ciò che accade nel nostro cervello, per esempio, quando riconosciamo qualcuno si attivano una serie di neuroni e nel nostro cervello si forma un ricordo; quando incontriamo di nuovo la stessa persona, quei neuroni possono essere attivati più velocemente, consumando meno energia. Il comportamento di questo componente elettronico, quindi è molto simile ai neuroni. Collegando insieme questi componenti elettronici, sarà possibile produrre lo stesso tipo di reti neurali del nostro cervello, rendendo questo composto un ottimo candidato per l’intelligenza artificiale».
