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Digital twin e edge computing: il nuovo orizzonte del controllo del caos

Digital twin e edge computing: il nuovo orizzonte del controllo del caos

> Gli algoritmi di calcolo di nuova generazione potrebbero portare a prodotti di apprendimento automatico migliori ed efficienti, suggerisce uno studio.

L'ultimo studio condotto presso The Ohio State University ha aperto orizzonti entusiasmanti nel campo dell'intelligenza artificiale, promettendo significativi progressi nella gestione efficiente di sistemi caotici attraverso il ricorso a modelli di computazione avanzata. Pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature Communications, il lavoro del team di ricerca porta alla luce una strategia rivoluzionaria per l'ottimizzazione di dispositivi autonomi grazi al concetto di twin digitale, ovvero una replica virtuale di circuiti elettronici a comportamento caotico.

A differenza dei controllori lineari, semplici ma limitati nell'affrontare sistemi complessi, il nuovo modello sfrutta algoritmi di machine learning per predire e regolare il comportamento di circuiti caotici, garantendo prestazioni e efficienza superiori. L'architettura del sistema è talmente compatta da potersi integrare su microchip economici e funzionare autonomamente, senza connessione a internet. L'impatto di tale innovazione abbraccerà diversi settori, dai veicoli autonomi ai monitor cardiologici, promettendo soluzioni rapide e affidabili in situazioni critiche.

La chiave del successo risiede nell'utilizzo di un apprendimento semplificato, basato sul reservoir computing, che imita il funzionamento sinaptico del cervello umano e riduce drasticamente il consumo energetico rispetto ai tradizionali modelli di machine learning. Questo approccio non solo migliora la precisione nella gestione dei compiti di controllo ma si rivela anche meno complesso e oneroso da implementare, aprendo nuove prospettive nel design di sistemi intelligenti più duraturi e efficienti.

Robert Kent, capofiliera dello studio e dottorando in fisica presso The Ohio State University, evidenzia l'importanza del progetto anche sotto il profilo ambientale ed economico. Con la crescente domanda di data center, infatti, urge trovare soluzioni per ridurre il consumo energetico e l'impronta di carbonio generata dai sistemi digitali. In futuro, gli sforzi di ricerca saranno diretti verso l'applicazione di questo modello per esplorare nuovi ambiti, tra cui il processamento dell'informazione quantistica.

Sul fronte della divulgazione e dell'applicazione pratica, i risultati dello studio mirano a sensibilizzare l'industria e l'ingegneria sull'efficacia e l'efficienza di questi algoritmi, proponendosi come punto di partenza per una maggiore consapevolezza e adozione delle nuove tecnologie intelligenti.

Informazioni aggiuntive: Robert M. Kent et al, Controlling chaos using edge computing hardware, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-48133-3

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