El professor català Mario Lanza és portada de la revista Nature Electronics gràcies a una investigació revolucionària sobre xarxes neuronals artificials

  • El grup de recerca que lidera a la Soochow University (Xina) és pioner al món en el desenvolupament d’aplicacions pràctiques en intel·ligència artificial a partir de materials bidimensionals.
  • Lanza és un membre molt actiu dels Alumni EUSS, que ofereixen acompanyament i suport a l’alumnat actual de l’escola universitària.

L’article “Artificial neural networks in 2D”, del grup de recerca que lidera l’investigador català Mario Lanza, és el tema de portada del número d’octubre de la revista Nature Electronics, una de les més prestigioses del món de la ciència.

El text recull la investigació revolucionària que Lanza i el seu equip duen a terme a la Soochow University (Xina) en el camp de la nanoelectrònica amb materials bidimensionals, que ha donat com a resultat la creació d’una xarxa neuronal artificial per a reconeixement d’imatges.

El grup de recerca ha desenvolupat circuits de memòries bidimensionals robustes o memristors d’alta densitat utilitzant un material anomenat nitrur de bor hexagonal. En la fabricació només s’han fet servir processos 100% compatibles amb la indústria (com deposició química de vapor i transferència humida), cosa que ha permès produir (en paral·lel) oblies senceres plenes de matrius memristors.

Aquests dispositius mostren unes prestacions úniques, que inclouen l’energia de commutació més baixa mai registrada (8.8 zJ) i una transició analògica entre més de vint-i-cinc estats. Un dels èxits més importants de la investigació és la gran reproductibilitat dels resultats, ja que per primera vegada des del descobriment dels materials bidimensionals, s’ha assolit un rendiment superior al 98% i una variabilitat molt baixa (fins a 1,53%).

Totes aquestes propietats han fet possible l’ús dels circuits bidimensionals per emular una xarxa neuronal artificial per a la classificació d’imatges, amb una exactitud del 98,02%.

Els resultats assolits representen un gran avenç en el camp de la nanoelectrònica i la intel·ligència artificial, motiu pel qual han cridat l’atenció de la comunitat científica, d’una revista tan prestigiosa com Nature Electronics, i fins i tot una empresa líder en el sector ha mostrat interès a introduir aquests dispositius a les seves línies de producció.

El grup que lidera Mario Lanza a la Xina és pioner a investigar les propietats dels materials bidimensionals dielèctrics, aïllants de l’electricitat, i a desenvolupar-ne aplicacions pràctiques dins el camp de les memòries electròniques i la intel·ligència artificial.

Aquest és el tercer article que el professor Lanza, graduat en Enginyeria electrònica a l’Escola Universitària Salesiana de Sarrià (EUSS), publica a Nature Electronics en els darrers tres anys, una fita mai aconseguida per cap altre investigador europeu i que el situa en l’elit mundial en el camp de la nanoelectrònica i els materials bidimensionals.

Com a membre destacat dels Alumni EUSS, Mario Lanza col·labora activament amb l’escola universitària i fa honor al seu lema “Praeit ac Tueur”, que es podria traduir com “protegeix i acompanya”, referint-se a la tasca protectora i exemplaritzant que els antics alumnes ofereixen a l’alumnat actual.

Llegeix a l’article: https://www.nature.com/articles/s41928-020-00473-w

Entrevista amb el Mario Lanza, investigador en nanoelectrònica i professor a la Universitat de Soochow (Xina)

“L’EUSS té una cosa que no tenen altres universitats a Espanya: la vessant humana”.

Obrim una nova secció, l’#OPENCIRCUIT Alumni Experiences, en què coneixerem el recorregut professional d’exalumnes de l’EUSS. La inaugurem amb el Mario Lanza, graduat l’any 2004 en Enginyeria electrònica, qui lidera un grup de recerca en el camp de la nanoelectrònica i els materials bidimensionals a la prestigiosa Universitat de Soochow, a la Xina.

El Mario va viure de molt a prop l’esclat de la pandèmia de Covid-19 al país asiàtic. Va poder tornar a Espanya abans del confinament, i hem parlat amb ell via Skype de les seves investigacions actuals, de la vida a la Xina i dels seus records com a alumne de l’EUSS.

Sobre el treball a la Xina

Respecte al creixement econòmic i l’aposta per la recerca, el Mario Lanza explica que “ara mateix, la Xina està en una etapa de desenvolupament molt agressiu. Hi ha moltes oportunitats per a la gent que treballa en el meu camp. Tinc accés a totes les màquines de recerca nanoelectrònica gratis, no haig de pagar res dels meus projectes. A més, l’estat ens dóna molts diners per fer recerca”.

Referint-se al caràcter de la població xinesa, afegeix: “A la Xina tot és positiu. La gent té una energia per sortir del país, per obrir empreses, per aplicar posicions…. Hi ha unes ganes brutals de fer coses”.

Records dels estudis a l’EUSS

El Mario té un molt bon record dels estudis a l’EUSS. “Tota l’educació que vaig rebre primer als Salesians de Sarrià, i després a l’Escola Universitària Salesiana, va ser una base molt sòlida per tot el que ha vingut després. Els exàmens que vaig fer a l’EUSS eren els més difícils que he fet en la meva vida”.

Però no només destaca l’alt nivell dels estudis: “L’EUSS té una cosa que no tenen altres universitats a Espanya: la vessant humana. La forma d’interaccionar amb la gent a mi m’ha obert moltes portes, perquè a la ciència no tot és publicar articles. Les posicions en comitès científics, de revistes, les invitacions…. Això és un treball de networking i de social skills molt gran, has de saber parlar amb la gent. Si ets un científic una miqueta arrogant, mai et convidaran enlloc”.

L’arribada a la universitat de Soochow

Un dels seus èxits com a docent i científic és haver contribuït al creixement del centre on treballa. “La universitat on jo vaig anar, a Soochow, no era bona quan jo vaig arribar-hi, el 2013. A tots els rànquings d’universitats apareixia entre la 400 i la 500 del món; ara mateix, però, en alguns rànquings ens trobem entre les 30 primeres. Hem sabut progressar”.

Sobre la publicació d’articles científics

“S’ha de ser una miqueta incrèdul en la ciència. Es publiquen molts treballs que no són gaire fiables”, afirma. El motiu és que hi ha científics que “fan un experiment un cop, i el publiquen com que sempre sortirà així; però a la nanociència les variabilitats són molt grans, i a vegades repeteixes un experiment i no surt. M’interessa repetir-ho tot i, de fet, aquesta és la característica principal dels meus articles, que tenen moltes dades”.

Què estudia el grup de recerca del Mario Lanza?

“El nostre grup és pioner a ajuntar dos camps diferents. Hi ha un camp molt interessant des de fa uns 15 anys, el dels materials bidimensionals, com el grafè. Dintre de tots els materials existents, jo m’he especialitzat en els dielèctrics, els aïllants de l’electricitat. Amb aquests materials, investigo les seves propietats per fer memòries electròniques”, explica.

I quines aplicacions pràctiques se li poden trobar a aquesta mena d’investigacions?

“A la Xina, com que el govern hi aboca molts diners, vol aplicacions per al benefici de la societat, de manera que el que estem fent ara és intentar aconseguir les memòries que fèiem amb materials i estructures tradicionals, tridimensionals, amb materials bidimensionals. Vam ser el primer grup que va aconseguir memòries bidimensionals robustes. Recentment, a aquest tipus de memòria nova, anomenada memristor, se li ha descobert una nova aplicació en el camp de la intel·ligència artificial, que és la capacitat de fer xarxes neuronals artificials. Això significa que, si ja teníem el suport de la indústria a través dels materials bidimensionals, ara hi hem d’afegir el de la indústria de la intel·ligència artificial. A més, a la Xina, això és una obsessió. Amb la qual cosa, això ha propulsat que rebem més diners i, sobretot, que les revistes ens vulguin publicar”.

Les revistes científiques són el mitjà principal per difondre els resultats de les investigacions i els avenços que suposen, però “tenen una línia editorial. Llavors, si tu no hi entres, pots ser el millor del món en el teu camp, però no et publicaran res”.

La nanociència en el camp de la salut

El Mario Lanza no té cap dubte del potencial de la nanociència com a eina per combatre pandèmies com la que estem patint. “Nosaltres fem processament de dades. I quan tens moltes dades, pots predir epidèmies, patrons…. És un camp de la ciència que pot ajudar sí o sí”.

La marxa a la Xina i la ciència a casa nostra

El balanç de l’aventura xinesa és immillorable: “La Xina és la terra de les oportunitats. M’alegro molt d’haver fet aquest pas d’anar-me’n allà”. El Mario, però, considera que a casa nostra també existeix un gran potencial per al desenvolupament científic. “Si hi ha diners i hi ha un bon lideratge, els investigadors espanyols es poden posar molt a dalt en els rànquings”, assegura. “De fet, en el camp dels materials bidimensionals, Espanya està molt ben posicionada”, conclou.