Proof of Concept Grants: premiato il progetto “Tellurene Memristors for Neuromorphic Computing System Technology” (TNext) di cui è responsabile Alessandro Molle
L’European Research Council (ERC) ha annunciato oggi i vincitori dei Proof of Concept Grants, finanziamenti che intendono aiutare a colmare il divario tra le scoperte che derivano da ricerca “di frontiera” e l’applicazione pratica dei risultati, comprese le prime fasi della commercializzazione. Tra i 100 Grants assegnati in questa prima tornata 2024, ciascuno del valore di €150.000, figura anche il progetto “Tellurene Memristors for Neuromorphic Computing System Technology” (TNext) di cui è responsabile Alessandro Molle delle sede di Agrate Brianza (Milano) dell’Istituto per la microelettronica e microsistemi del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Imm).
Il progetto si inquadra nell’ambito dello sviluppo dei “memristor”, dispositivi elettronici che emulano il comportamento delle sinapsi del cervello umano per aumentare le prestazioni rispetto alla tecnologia attualmente in corso e, nel contempo, abbattere il consumo energetico. In particolare, l’idea alla base del progetto è fabbricare innovativi circuiti di memristor basati sul tellurene, cioè il tellurio nella forma bidimensionale (materiale indagato da Alessandro Molle già nell’ambito del progetto sostenuto con un ERC Consolidator Grant nel 2018).
Gli obiettivi di “TNext” comprendono la produzione di un prototipo di circuito neuromorfico basato sul tellurene –materiale caratterizzato da semplicità strutturale e chimica, basso dispendio termico per la sua sintesi, e versatilità di adattamento su superfici rigide e flessibili – quindi, in prospettiva, il trasferimento tecnologico dei memristor basati su tellurene nel mondo dell’informatica e dell’AI, dove sono richieste prestazioni sempre più elevate ed energeticamente sostenibili per la gestione e le applicazioni dei Big Data e per l’Internet of Things.
Tra il 2022 e il 2024 il Consiglio nazionale delle ricerche ha ricevuto sette finanziamenti ERC Proof of Concept finalizzati a “tradurre” in applicazioni commerciali o industriali risultati già finanziati in precedenza.
Abstract “Tellurene Memristors for Neuromorphic Computing System Technology (TNext)” – ERC Proof of Concept Lump Sum Grant 2024 (ERC-2024-PoC) – PI: Alessandro Molle, research director Cnr-Imm
“TNext” ha l’obiettivo di integrare il tellurene -cioè il tellurio nella forma bidimensionale sviluppato nell’ambito del progetto ERC Consolidator Grant ottenuto nel 2018- in memristor, ovvero i dispositivi elettronici più indicati per emulare il comportamento sinaptico, per abbattere il consumo energetico e aumentare le prestazioni rispetto alla tecnologia attualmente in corso. L’idea è di fabbricare circuiti di memristor basati su un materiale a singolo elemento, il tellurene, per sondare un nuovo paradigma computazionale all’interno di un sistema neuromorfico ispirato all’operatività sinaptica biologica con notevoli vantaggi a livello di consumo energetico. Ciò permetterebbe di rendere la gestione dei big data più sostenibile a fronte di una digitalizzazione sempre più diffuso secondo il concetto del’internet of things.
Oggi, la gestione e le applicazioni dei big data digitali pongono sfide urgenti a livello di prestazioni hardware e di consumo energetico. Sono richieste nuove architetture di dispositivi che vadano oltre il paradigma di von Neumann e si ispirino all’operatività sinaptica biologica verso il cosiddetto schema computazionale neuromorfico. Il memristor è il dispositivo più adatto a emulare tale comportamento sinaptico. Sono inoltre necessari materiali avanzati per rendere i circuiti basati su memristor energeticamente sostenibili e con prestazioni superiori. L’integrazione di semiconduttori 2D nei memristor è promettente per far fronte a questo orizzonte tecnologico. Nel progetto ERC-PoC “TNext” viene preso in considerazione il tellurene, un materiale 2D monoelementare della famiglia degli Xeni, per proporre un design di memristor a elemento singolo basato sul tellurene. Il Tellurene offre solidi vantaggi rispetto ad altri materiali 2D derivanti grazie alla semplicità strutturale e chimica, al basso budget termico della sua sintesi e alla versatilità di adattamento su superfici rigide e flessibili. Gli obiettivi di TNext sono la produzione scalabile di uno standard di tellurene e la sua integrazione in una singola cella di memristor e in array di memristor trasversali come prototipo di circuito neuromorfico. Lo scopo traslazionale di TNext è di promuovere il trasferimento tecnologico dei memristor basati su tellurene tra le piccole e medie imprese che si rivolgono al mercato dell’informatica AI.