Un team di ingegneri hanno creato un neurone artificiale bio-compatibile ed estremamente efficiente, basato su nanofili proteici batterici. Questa scoperta promette di rivoluzionare l’elettronica biologica e i dispositivi medici intelligenti
Dalla natura alla tecnologia: il neurone artificiale che imita la vita.
Gli ingegneri dell’University of Massachusetts Amherst hanno compiuto un passo epocale nell’elettronica bio-ispirata: hanno creato un neurone artificiale ultra efficiente utilizzando nanofili proteici prodotti da batteri che generano elettricità. Questa innovazione potrebbe trasformare radicalmente il modo in cui costruiamo computer, sensori e dispositivi medici.
Come funziona il neurone artificiale bio-compatibile
Il neurone è costruito con nanofili proteici sintetizzati dal batterio Geobacter sulfurreducens, noto per la sua capacità di produrre elettricità. Questi filamenti biologici permettono la trasmissione di segnali elettrici con una tensione di appena 0,1 volt, la stessa dei neuroni umani. Questo dettaglio è cruciale: consente al neurone artificiale di interagire direttamente con cellule viventi, senza sovraccaricarle.
«Le versioni precedenti consumavano 10 volte più tensione e 100 volte più energia», spiega il dottor Jun Yao (1), professore associato di ingegneria elettrica e informatica e autore dello studio pubblicato su Nature Communications (2). «Il nostro neurone è finalmente compatibile con il corpo umano».
Efficienza energetica: il cervello batte l’intelligenza artificiale
Il cervello umano è un capolavoro di efficienza: con soli 20 watt riesce a scrivere storie, risolvere problemi e gestire miliardi di neuroni. In confronto, un modello linguistico come ChatGPT può richiedere oltre un megawatt per svolgere lo stesso compito. Questa disparità ha spinto i ricercatori a cercare soluzioni bio-ispirate. Il neurone artificiale di UMass Amherst rappresenta una risposta concreta: consuma pochissima energia, è bio-compatibile e può essere integrato in circuiti elettronici senza amplificazione.
Applicazioni future: dai sensori indossabili ai computer biologici
Le potenziali applicazioni sono rivoluzionarie:
- Computer bio-ispirati con consumi energetici minimi
- Sensori indossabili che leggono segnali corporei senza amplificazione
- Dispositivi medici intelligenti che comunicano direttamente con il corpo
- Tecnologie energetiche sostenibili che sfruttano il sudore o l’aria per generare elettricità
Il team ha già utilizzato questi nanofili per creare:
- Un biofilm alimentato dal sudore per dispositivi personali
- Un naso elettronico capace di rilevare malattie
- Un dispositivo che estrae elettricità dall’aria, costruibile con materiali comuni
Verso una nuova era dell’elettronica
Questa scoperta segna l’inizio di una nuova era: quella dell’elettronica biologica, dove i dispositivi non solo imitano la natura, ma dialogano con essa. Un futuro in cui la tecnologia sarà più intelligente, sostenibile e integrata nel corpo umano.
Riferimenti:
(1) Jun Yao
Descrizione foto: Neuroni artificiali in grado di interfacciarsi direttamente con quelli viventi. - Credit: Jun Yao.
Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Scientists Create Artificial Neuron That “Speaks” the Language of the Brain