PISA – Il futuro dell’Intelligenza Artificiale potrebbe non dipendere esclusivamente dalla potenza di calcolo, ma dalla capacità di imitare l’incredibile efficienza energetica del corpo umano. È questo il cambio di paradigma tracciato da uno studio appena pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica Nature Communications, frutto della sinergia tra la Scuola superiore Sant’Anna di Pisa, STMicroelectronics, l’università di Zurigo e il Politecnico federale di Zurigo.
Il team internazionale di ricercatori ha progettato e validato un sistema tattile artificiale bioispirato, capace di dotare robot e macchine di una percezione sensoriale accurata, riducendo al contempo in modo drastico il fabbisogno di energia elettrica.
Come funziona la pelle artificiale neuromorfica
Il cuore dell’innovazione risiede nell’integrazione tra hardware e sensoristica. Gli scienziati hanno sviluppato una superficie artificiale equipaggiata con sensori ottici strutturati per imitare fedelmente il comportamento dei recettori presenti nella pelle umana. A differenza dei sistemi tradizionali, le informazioni raccolte non vengono elaborate come semplici dati grezzi da processori convenzionali. I segnali vengono invece affidati a una rete neuronale e a uno speciale hardware che riproducono la comunicazione a “spike” (impulsi) tipica del nostro sistema nervoso, sfruttando circuiti analogici che emulano la biologia dei neuroni.
Questa decodifica “intelligente” a ridosso dell’acquisizione del segnale permette di filtrare immediatamente le informazioni rilevanti, abbattendo la quantità di dati da trasmettere. Il risultato è un sistema robusto che garantisce un’autonomia della batteria prolungata e apre all’uso di tecnologie di energy scavenging (il recupero di energia dall’ambiente circostante).
La risposta alla crisi energetica dell’Ai
La scoperta pisano-elvetica arriva in un momento storico critico per il settore tecnologico. L’attuale traiettoria dell’intelligenza artificiale, dominata da modelli generativi e linguistici sempre più mastodontici, sta imponendo costi economici e ambientali vertiginosi legati all’alimentazione dei supercomputer. Replicare l’efficienza del cervello umano si pone dunque come una soluzione concreta per rendere lo sviluppo tecnologico ecologicamente sostenibile sulla Terra.
Le applicazioni: dalla medicina all’industria
Le ricadute di questo hardware a basso consumo sono vastissime. La possibilità di distribuire recettori tattili su superfici molto ampie senza sovraccaricare il sistema energetico permetterà di creare neuroprotesi bioniche di nuova generazione e dispositivi indossabili o impiantabili sempre più efficienti. Inoltre, la tecnologia troverà applicazione nella robotica industriale e di servizio, favorendo lo sviluppo di umanoidi e macchine capaci di interagire fisicamente con l’uomo e con l’ambiente in totale sicurezza.
L’impatto della ricerca è stato rimarcato dai protagonisti dello studio. Andrea Ortone, dottorando del Sant’Anna e primo autore, ha evidenziato come la sfida vinta sia stata tradurre la natura dinamica del tatto in un’architettura unificata. Un potenziale confermato da Calogero Oddo, coordinatore della ricerca per il Neuro-Robotic Touch Laboratory dell’Ateneo pisano, che ha sottolineato l’importanza della partnership tra mondo accademico e industria. Proprio sul fronte industriale, Giuseppe Desoli di STMicroelectronics ha definito la tecnologia “rivoluzionaria” per il futuro dei sensori a bassissimo consumo, mentre Giacomo Indiveri (Uzh ed Ethz) ha certificato la solidità del modello biomimetico, capace di trasformare la variabilità e il “rumore” dei circuiti analogici in una straordinaria risorsa di efficienza.
Davide Caruso
