Dieser Spanier entwickelt Graphen-'Gehirne' zur Verstärkung der künstlichen Intelligenz
@GrapheneAgenda
Der spanische Ingenieur Mario Lanza leitet von Suzhou (China) aus die Anwendung von zweidimensionalen Materialien, um die fortschrittlichsten "Festplatten" zu schaffen.
Der Himmel hat das Paradies; die Erde, Suzhou und Hangzhou". Mit diesem Spruch hat China zwei seiner schönsten Enklaven. Im ersten hat der Spanier Mario Lanza sein ganz eigenes Eden gefunden. In der Stadt, die selbst Marco Polo mit Venedig verwechselte, widmet sich der Forscher seinen beiden großen Leidenschaften: seiner Familie und der Nanowissenschaft. Mit mehr als 100 wissenschaftlichen Artikeln, einem Buch, vier Patenten und drei Firmen entwickelt Lanza nun die neuen "Festplatten", die die Explosion der künstlichen Intelligenz möglich machen werden.
"Ich hatte immer gedacht, dass ich Erfahrungen sammeln sollte, um einen besseren Job in Spanien zu finden", erzählt er INNOVADORES. Diese Idee führte den jungen Lanza von der Salesianer-Hochschule in Sarrià nach Deutschland. Er hatte das Glück, dass die deutsche Universität, an der er studierte, ganz in der Nähe des Hauptsitzes des Chipherstellers Infineon Technologies lag, mit dem sein Betreuer einen Kooperationsvertrag hatte. So entdeckte der Elektronikingenieur die Forschung und konzipierte seine erste Arbeit - noch als Erasmus-Student. "Es ist ziemlich ungewöhnlich", gibt er zu.
Er kehrte nach Spanien zurück, um zu promovieren, aber die Technologie, die er für seine Arbeit benötigte, war nicht so weit fortgeschritten. "Wenn man in der Nanowissenschaft keinen Zugang zu den besten Maschinen hat, ist die Wiederholung von Experimenten viel komplexer", sagt er. "Ich konnte nicht bleiben." Er packte wieder seine Koffer, ging zurück nach Deutschland und sprang dann nach England. Im letzten Jahr seiner Promotion passierte ihm etwas Kurioses: Er hatte so viele wissenschaftliche Ergebnisse erzielt, dass er das Schreiben seiner Dissertation vorantreiben konnte, und so beschloss er, die letzten Monate des Studiums zu nutzen, um Chinesisch zu lernen.
Er einigte sich mit seinen Professoren darauf, dass er an die Universität Peking umziehen durfte, um vormittags die Sprache zu lernen und nachmittags seine Forschung zu beenden. Das war vor einem Jahrzehnt. Ein echtes Kunststück. Nicht viele Menschen haben es so lange in dem asiatischen Land ausgehalten. "Die Leute neigen dazu, aufzugeben, der Wettbewerb dort ist brutal".
Im Jahr 2012 nahm sich Lanza anderthalb Jahre Auszeit, um an der Stanford University zu forschen. Nach seiner Rückkehr nach China erhielt er ein saftiges Angebot der Universität Suzhou und begann ein neues Leben in der "schönsten Stadt Chinas". Er erhielt nicht nur eine sehr großzügige Förderung für sein Forschungsprojekt, sondern auch ein 200.000-Euro-Stipendium, um sich im Land niederzulassen. "Das ist gängige Praxis." Von dort aus leitet er nun die Forschung an einem Gerät, von dem der Leser vielleicht noch nie gehört hat, das aber in naher Zukunft eine Schlüsselrolle spielen wird.
Er wird Memristor genannt und ist im Grunde eine superstarke Festplatte. "Es ist ein revolutionäres Gerät, das in der Lage ist, riesige Mengen an Informationen auf sehr kleinem Raum zu speichern und zu verarbeiten", erklärt er. Traditionell wurden diese Operationen mit Hilfe von Transistoren durchgeführt, die die Einsen und Nullen des Binärcodes durch Speicherung elektrischer Ladung emulieren können. Memristoren speichern Bits jedoch auf eine radikal andere Weise: durch Veränderung des elektrischen Widerstands von isolierenden Materialien, die in nanometergroße Kondensatoren eingebettet sind.
Lanzas Forschungsgruppe hat Pionierarbeit bei der Anwendung neuer Verbindungen geleistet, um effizientere Memristoren zu schaffen. Insbesondere hat sie zweidimensionale Materialien wie Graphen und Bornitrid eingeführt, die als Elektroden bzw. Isolatoren wirken. "Sie haben sehr exotische Eigenschaften, zum Beispiel eine hohe mechanische Festigkeit, Flexibilität, Transparenz und eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit", erklärt der Ingenieur.
Sein Team hat noch weitere Singularitäten entdeckt, die mit den elektrischen Eigenschaften des Memristors zusammenhängen. Zweidimensionale Materialien haben die Möglichkeit, den elektrischen Widerstand des Memristors sehr präzise zu steuern, so dass sich seine Geschwindigkeit viel besser einstellen lässt. "Sie können progressivere Übergänge erzeugen."
Und zu welchem Zweck? Diese Kontrolle über die Leitfähigkeit steigert die Leistung der Geräte. So sehr, dass sie sogar die Funktion von neuronalen Verbindungen simulieren können. "Neuronen sind durch Synapsen verbunden und der Memristor funktioniert auf die gleiche Weise". Künstliche neuronale Netze werden bereits mit dieser Technologie hergestellt (IBM ist führend auf diesem Gebiet). So leitet Lanza das Design der zukünftigen physischen Gehirne (Chips), auf denen die künstliche Intelligenz laufen wird.
Artikel vom 03.10.2019, Quelle: