Il primo supercomputer neuromorfico non è più solo un concetto teorico e inizia invece a prendere forma. Il risultato arriva dagli Stati Uniti, dove un gruppo di ricercatori ha dimostrato che un’architettura ispirata al cervello umano è in grado di risolvere le equazioni differenziali alle derivate parziali. Queste equazioni sono alla base di modelli che spaziano dalla meteorologia alla fisica dei materiali, dalla dinamica dei fluidi all’ingegneria strutturale. Fino ad oggi tali calcoli sono stati affidati a supercomputer tradizionali, potenti sì, ma al contempo caratterizzati da consumi energetici decisamente elevanti. Il calcolo neuromorfico si inserisce proprio qui “in mezzo”, proponendo un approccio alternativo fondato su parallelismo spinto ed efficienza.
Quando la neuroscienza incontra la matematica
I supercomputer neuromorfici imitano, per capirci, l’organizzazione delle reti neuronali biologiche. Come? Utilizzando circuiti che comunicano attraverso impulsi simili a quelli dei neuroni reali. Per lungo tempo questi sistemi sono solo stati considerati adatti soprattutto al riconoscimento di schemi e all’elaborazione di segnali, con applicazioni limitate nel campo della matematica applicata, ma è qui che arriva il bello. Il nuovo studio cambia infatti questa percezione. È stato sviluppato un algoritmo capace di tradurre la struttura di un modello neuroscientifico, noto da oltre un decennio, in un metodo diretto per affrontare le equazioni differenziali. Il collegamento tra dinamiche corticali e formalismi matematici si vede con più chiarezza. Essa mostra come l’hardware neuromorfico possa eseguire calcoli continui complessi senza ricorrere alle architetture convenzionali basate su clock e memoria separata.
Secondo i ricercatori, il cervello umano esegue calcoli estremamente sofisticati consumando una quantità di energia minima rispetto ai computer attuali. Riprodurre questo principio in ambito artificiale apre la strada a simulazioni avanzate con consumi drasticamente ridotti. Le applicazioni potenziali non si fermano alla matematica o alla fisica. Comprendere come le reti neuromorfiche elaborano informazioni potrebbe offrire nuove prospettive nello studio delle malattie neurodegenerative. Ciò porterebbe ad ipotizzare un legame tra patologie e alterazioni dei processi computazionali cerebrali. Tra i finanziatori della ricerca figura anche la National Nuclear Security Administration, interessata a ridurre il costo energetico delle simulazioni legate alla fisica nucleare. La tecnologia dei supercomputer resta intanto in una fase iniziale. Ciononostante, la dimostrazione che un sistema ispirato al cervello possa affrontare uno dei pilastri della matematica applicata segna un passaggio chiave nello sviluppo del calcolo ad alte prestazioni.
