METASPIN - Metaplastic Spintronics Synapses

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La dimostrazione dell'attività di ricerca si ripeterà indicativamente ogni 15-20 minuti durante tutto il tempo dell'evento.

DESCRIZIONE:

La visione del progetto METASPIN è una tecnologia radicalmente nuova per realizzare sinapsi artificiale a bassa potenza basata su nanodispositivi spintronici che inibiscono il cosiddetto catastrophic forgetting, cioè la perdita di memoria delle informazioni precedentemente apprese con l’apprendimento di nuove informazioni, un grave limite che si manifesta in tutte le architetture di intelligenza artificiale oggi in uso e sviluppo. In METASPIN sarà sviluppata una nuova classe di hardware neuromorfico che utilizzerà la magneto-ionica per supportare la metaplasticità sinaptica, ovvero una caratteristica ispirata al cervello umano basata sull'assegnazione di un "valore nascosto" agli stati delle sinapsi artificiali per codificare quanto sia importante ciascuno stato. Ciò renderà più facile o più difficile riconfigurare lo stato sinaptico dopo l’apprendimento di un nuovo compito, dando una gerarchia alle informazioni apprese in precedenza e prevenendo così un dimenticatoio catastrofico. Gli stati sinaptici saranno dettati dai due orientamenti di magnetizzazione nei ferromagneti con anisotropia magnetica perpendicolare, e dall'ordine ferro/antiferromagnetico nei materiali in cui le due fasi coesistono. In tutti i casi, il gating magneto-ionico verrà utilizzato per modulare localmente le proprietà magnetiche intrinseche per assegnare “stati nascosti” a ciascuno stato sinaptico. Gli stati nascosti magnetoionici si tradurranno in una modulazione della probabilità di commutazione tra stati sinaptici, introducendo la funzionalità metaplastica. Parallelamente, in METASPIN saranno sviluppati schemi di apprendimento delle reti neuronali artificiali (ANN), adattati alla fisica dei dispositivi sviluppati nel progetto e ispirati all'attività sinaptica biologica, che possono apprendere con mitigazione del catastrophic forgetting. L’obiettivo finale di METASPIN è integrare questa tecnologia sinaptica e algoritmi di apprendimento in un dimostratore ANN per testare l’apprendimento multitasking con test ispirati all’intelligenza artificiale in ambito medicale e valutare l’impatto della metaplasticità nel catastrophic forgetting.

OBIETTIVI:

Presentazione del progetto METASPIN, sue attività e risultati attesi, impatti, ultimate goals and outreach

Parole chiave: magnetoionica, sinapsi artificiali, reti neurali, architetture neuromorfiche

TARGET:

Pubblico Generale; Scuola Secondaria di Secondo Grado; Studenti Universitari, Laureati STEM

CONTATTI:

Referente: Alessio Lamperti

Mail: [email protected]

Istituto: Istituto per la microelettronica e microsistemi – CNR-IMM

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