Reti Neurali Solitoniche

Questo libro approfondisce l'ottica e i materiali fotonici, descrivendo lo sviluppo di un sistema completamente ottico intelligente in grado di replicare i blocchi funzionali del cervello biologico. Partendo da un'analisi della dinamica neuronale biologica e attraversando lo stato dell'arte dei sistemi neuromorfici sviluppati fino ad oggi, il libro giunge a una descrizione delle reti neurali realizzate attraverso la tecnologia solitonica spaziale.

Dopo una breve introduzione sulla biologia delle reti neurali (Capitolo 1), il libro approfondisce la descrizione del problema neuromorfico sottolineando le particolarità dell'hardware ottico sviluppato fino a oggi (Capitolo 2). Il Capitolo 3 è dedicato alla descrizione delle psicomerie, che rappresentano la modellizzazione dell'apprendimento umano secondo le teorie della moderna neuro-psicologia. Questo capitolo fornisce le premesse per comprendere come le reti neurali solitoniche (SNN) siano in grado di apprendere e di avvicinarsi ai modelli biologici. Il Capitolo 4 si concentra sull'esperimento di neuroni ottici solitonici in sottili strati di niobato di litio. Vengono discusse le tecniche ottiche per l'apprendimento supervisionato e non supervisionato. L'intero capitolo è accompagnato da risultati teorici, simulativi e sperimentali. Questo capitolo spiega come un neurone a giunzione X sia in grado di stabilire sinapsi, modificarle o cancellarle. La cancellazione delle strutture solitoniche rappresenta un'importante innovazione nel campo dell'ottica non lineare. Infine, il Capitolo 5 riporta sull'implementazione di una rete di neuroni in grado di elaborare e memorizzare informazioni esattamente come fa la memoria episodica umana. Il capitolo si conclude con una serie di approfondimenti sulle linee di ricerca attualmente perseguite sulla base dei risultati ottenuti.

Il libro è destinato a studenti universitari e ricercatori nei settori dell'ottica, delle applicazioni fotoniche e della biologia. Tuttavia, i principali beneficiari di questo libro sono i ricercatori senior nel campo dell'ottica non lineare e dell'intelligenza artificiale. Per comprendere appieno i risultati, è importante avere una conoscenza di base della fisica ottica e della biologia neuronale.