Tessuto umano come risorsa computazionale: una rivoluzione nell’elaborazione dati

Roma – Il tessuto muscolare umano può essere utilizzato come “serbatoio” computazionale per elaborare dati e risolvere equazioni complesse. L’ approccio, basato sul framework del reservoir computing, sfrutta le proprietà biomeccaniche dei tessuti molli, raggiungendo un’accuratezza superiore di un ordine di grandezza rispetto ai metodi tradizionali e potrebbe rivoluzionare lo sviluppo di dispositivi indossabili, delegando parte dei calcoli al corpo umano. Lo rivela uno studio guidato da Yo Kobayashi, ricercatore dell’Università di Osaka, pubblicato su IEEE Access. Il reservoir computing è un paradigma computazionale che utilizza sistemi dinamici complessi per elaborare informazioni. Finora, i “serbatoi” impiegati includevano circuiti elettrici o fluidi, ma nessuno studio aveva testato tessuti umani in vivo. Kobayashi ha colmato questa lacuna, sfruttando la naturale capacità dei muscoli di codificare pattern complessi grazie alle loro proprietà non lineari e viscoelastiche. Lo studio ha coinvolto partecipanti che hanno piegato il polso a diverse angolazioni mentre un’ecografia registrava le deformazioni muscolari nel braccio. Questi dati biomeccanici sono stati utilizzati per costruire un serbatoio biofisico, un sistema in grado di trasformare input semplici in rappresentazioni complesse grazie all’assenza di una linearità tra sforzo e deformazione del tessuto e la viscoelasticità, che conferisce memoria al sistema. Il modello è stato testato nella risoluzione di equazioni non lineari e confrontato con algoritmi di regressione lineare standard. Il tessuto muscolare ha dimostrato prestazioni eccezionali, con un’accuratezza superiore del 1000% rispetto alla regressione lineare in compiti computazionali complessi; la capacità di mantenere stabilità anche con input variabili e un’efficienza energetica intrinseca, grazie all’utilizzo di processi biologici. Questo approccio rivoluziona il concetto di computazione, trasformando il corpo umano in una risorsa attiva. I vantaggi includono una riduzione del consumo energetico, una compatibilità con dispositivi indossabili, con la possibilità di importanti applicazioni future grazie alla presenza di tessuti molli in tutto il corpo. Le applicazioni immediate potrebbero includere dispositivi medici che sfruttano il tessuto per diagnosi in tempo reale e tecnologie indossabili con capacità di calcolo integrate nel corpo. La ricerca di Kobayashi apre la strada a un nuovo campo di studio: l’informatica organica. Sebbene siano necessari ulteriori sviluppi per gestire calcoli su larga scala, il potenziale è enorme. “Potremmo presto vedere l’apprendimento organico superare quello artificiale”, ha detto Kobayashi. (30Science.com)