Un importante risultato nell’integrazione tra cervello umano e intelligenza artificiale è stato recentemente raggiunta grazie al lavoro pionieristico di un team internazionale di ricercatori (https://www.nature.com/articles/s41928-025-01340-2). Il gruppo ha sviluppato un’innovativa interfaccia cervello-computer (BCI) che sfrutta componenti elettronici avanzati chiamati memristori. Questa tecnologia all’avanguardia consente agli utenti di comandare dispositivi complessi, come i droni, attraverso il pensiero, traducendo gli impulsi neurali in istruzioni operative senza necessità di controlli fisici. Tale sviluppo rappresenta un importante risultato nel campo delle neuroscienze applicate, e apre anche scenari inediti per le applicazioni pratiche dell’intelligenza artificiale nella vita quotidiana.
Che cosa sono i memristori e come funzionano? Immaginate un componente elettronico che funziona un po’ come la nostra memoria: così come noi ricordiamo le esperienze passate, il memristore “ricorda” quanta elettricità lo ha attraversato in precedenza. A differenza dei componenti elettronici tradizionali, che mantengono sempre lo stesso comportamento, il memristore cambia le sue caratteristiche in base alla sua “storia elettrica”.
Questa capacità di “ricordare” rende i memristori particolarmente simili alle connessioni tra i neuroni del nostro cervello (chiamate sinapsi), che si rinforzano o indeboliscono in base all’esperienza. È proprio questa somiglianza che li rende ideali per creare computer che lavorano in modo più simile al cervello umano.
Come funziona questa interfaccia cervello-computer? Il sistema sviluppato dai ricercatori può essere paragonato a un traduttore simultaneo tra due lingue molto diverse: quella del cervello e quella delle macchine. Ecco come funziona:
Acquisizione dei segnali: Piccoli sensori (elettrodi) vengono posizionati sulla testa della persona. Questi captano i deboli segnali elettrici prodotti naturalmente dal cervello durante il pensiero.
Decodifica: I segnali vengono inviati a un chip speciale contenente 128.000 memristori. Questo chip funziona come un “decodificatore neuromorfico” (dove “neuromorfico” significa “a forma di neurone” o “che imita i neuroni”).
Traduzione in comandi: Il chip analizza i pattern di attività cerebrale e li converte in comandi specifici, come “vai avanti”, “gira a destra” o “sali più in alto”.
Controllo del dispositivo: Questi comandi vengono poi trasmessi al dispositivo esterno (in questo caso un drone) che li esegue in tempo reale.
La grande novità di questo sistema è che consuma moltissima meno energia rispetto ai computer tradizionali – circa 1.643 volte meno. Questo lo rende particolarmente adatto per dispositivi portatili o impiantabili, dove l’efficienza energetica è fondamentale.
Il concetto di “co-evoluzione”: quando cervello e macchina imparano insieme La parte più interessante di questa tecnologia è la sua capacità di adattamento reciproco, che i ricercatori chiamano “co-evoluzione”. Non è solo il computer che impara a interpretare meglio il cervello, ma anche il cervello che impara a produrre segnali più chiari per il computer.
Possiamo paragonare questo processo all’imparare a suonare uno strumento musicale: all’inizio, sia le vostre dita che il vostro cervello sono “goffi”, con la pratica, le vostre dita diventano più precise e il cervello sviluppa connessioni neurali più efficienti
Alla fine, suonare diventa quasi automatico grazie a questo adattamento reciproco.
Questo stesso principio avviene tra il cervello dell’utente e il chip con memristori: più interagiscono, più diventano “sintonizzati” l’uno con l’altro. I test hanno dimostrato che questo approccio migliora l’accuratezza del sistema del 20% rispetto ai metodi tradizionali.
La riabilitazione motoria: un nuovo orizzonte per chi ha subito danni neurologici
Una delle applicazioni più promettenti di questa tecnologia riguarda la riabilitazione delle persone che hanno perso capacità motorie a causa di ictus, lesioni al midollo spinale o altre condizioni neurologiche.
Quando una persona subisce un ictus o una lesione cerebrale, spesso alcune connessioni tra il cervello e i muscoli vengono danneggiate. La riabilitazione tradizionale cerca di creare nuove connessioni attraverso esercizi ripetitivi, ma questo processo può essere lungo e frustrante.
Le interfacce cervello-computer basate su memristori potrebbero rivoluzionare questo approccio in diversi modi:
Il “ponte neurale” Immaginate queste interfacce come un “ponte” che aggira la parte danneggiata del sistema nervoso. Il cervello produce ancora i comandi per muovere un arto, ma questi segnali non riescono a raggiungere i muscoli a causa del danno. L’interfaccia BCI (Brain-Computer Interface) può:
Captare questi segnali direttamente dalla corteccia cerebrale
Decodificarli usando i memristori
Trasmetterli a dispositivi esterni come esoscheletri o stimolatori muscolari
Feedback visivo e neuroplasticità Quando un paziente vede che il suo pensiero produce effettivamente un movimento (anche se assistito tecnologicamente), si attiva un potente meccanismo di apprendimento nel cervello chiamato “neuroplasticità” – la capacità del cervello di riorganizzarsi creando nuove connessioni.
È come se il cervello pensasse: “Oh, questo pensiero ha davvero prodotto un movimento. Devo rinforzare queste connessioni!” Questo rinforzo, ripetuto nel tempo, può accelerare notevolmente il recupero funzionale.
Terapia personalizzata e adattiva Grazie alla capacità di co-evoluzione dei memristori, il sistema può adattarsi continuamente ai cambiamenti del cervello durante la riabilitazione. Questo è particolarmente importante perché:
Il cervello in fase di recupero cambia rapidamente
Ogni paziente ha pattern di recupero diversi
L’intensità della terapia può essere modulata in base ai progressi
I fisioterapisti potrebbero utilizzare questi sistemi per creare programmi di riabilitazione personalizzati che si adattano automaticamente ai progressi del paziente, rendendo la terapia più efficace e meno frustrante.
Realtà virtuale e aumentata: un mondo controllato dal pensiero Un’altra applicazione rivoluzionaria di questa tecnologia riguarda il modo in cui interagiamo con ambienti virtuali e aumentati. Attualmente, per navigare in questi mondi digitali, utilizziamo controller manuali, gesti delle mani o comandi vocali. Ma cosa succederebbe se potessimo controllare tutto direttamente con il pensiero?
Immersione totale nei mondi virtuali Immaginate di indossare un visore per la realtà virtuale che include anche elettrodi per rilevare l’attività cerebrale.
Potreste:
Muovervi nello spazio virtuale semplicemente pensando alla direzione
Afferrare oggetti virtuali concentrandovi su di essi
Interagire con personaggi virtuali attraverso il pensiero
Modificare l’ambiente circostante con la vostra intenzione mentale
Questo livello di immersione creerebbe esperienze virtuali molto più naturali e intuitive. Non ci sarebbe più bisogno di imparare comandi complessi o movimenti delle mani; basterebbe pensare a ciò che si vuole fare, proprio come nella vita reale.
Realtà aumentata intuitiva Nella realtà aumentata, dove elementi digitali si sovrappongono al mondo reale, il controllo mentale potrebbe essere ancora più trasformativo:
Guardando un edificio, potreste “pensare” di voler vedere informazioni su di esso, e queste apparirebbero immediatamente
Durante una conversazione con una persona in una lingua straniera, potreste attivare mentalmente la traduzione in tempo reale
I professionisti, come chirurghi o tecnici, potrebbero richiamare informazioni o controllare strumenti senza usare le mani, mantenendole libere per il loro lavoro
Applicazioni terapeutiche e formative Questi ambienti controllati mentalmente potrebbero anche avere potenti applicazioni terapeutiche:
Persone con fobie potrebbero affrontare gradualmente le loro paure in ambienti virtuali sicuri, controllando il ritmo dell’esposizione con il pensiero
Pazienti con disturbo da stress post-traumatico potrebbero rivivere eventi traumatici in modo controllato, “spegnendo” la simulazione con un semplice pensiero se diventa troppo intensa
Studenti con difficoltà di apprendimento potrebbero interagire con materiali didattici in modi completamente nuovi, adattati al loro stile di apprendimento
La chiave di tutte queste applicazioni è la natura intuitiva dell’interazione: non c’è nulla di più naturale che controllare qualcosa semplicemente pensandoci.
Sfide e considerazioni future Nonostante le promettenti applicazioni, questa tecnologia deve ancora superare alcune sfide: Precisione della decodifica: sebbene il sistema mostri un miglioramento del 20% rispetto ai metodi tradizionali, c’è ancora margine di miglioramento nella precisione di interpretazione dei segnali cerebrali.
Portabilità: attualmente, i sistemi più accurati richiedono elettrodi posizionati sulla testa, che possono essere scomodi per l’uso quotidiano.
Questioni etiche: man mano che queste tecnologie si avvicinano a leggere il “pensiero”, sorgono importanti questioni sulla privacy mentale e sul consenso.
La tecnologia dei decodificatori neuromorfici basati su memristori rappresenta un ponte tra il modo in cui funziona il nostro cervello e il modo in cui funzionano le macchine. Invece di costringere gli umani ad adattarsi alle macchine imparando interfacce complesse, questa tecnologia permette alle macchine di adattarsi al modo naturale di pensare degli esseri umani.
Le applicazioni nella riabilitazione motoria potrebbero offrire nuova speranza a milioni di persone con disabilità, mentre l’integrazione con la realtà virtuale e aumentata potrebbe trasformare il modo in cui tutti noi interagiamo con la tecnologia.
Siamo all’alba di un’era in cui il confine tra mente e macchina diventa sempre più sfumato, aprendo possibilità che fino a poco tempo fa erano relegate alla fantascienza. E tutto questo grazie a minuscoli componenti elettronici che, proprio come il nostro cervello, sanno imparare dall’esperienza.
La coscienza dell’AI è un argomento che sta attirando l’attenzione di scienziati, filosofi ed eticisti. È una frontiera inesplorata che ci pone davanti a domande fondamentali sia sulla natura della coscienza stessa che sulla creazione di macchine “pensanti” (sempre che queste sia in futuro effettivamente realizzabili). Ma di cosa parliamo esattamente quando parliamo di coscienza artificiale? E quali sono le implicazioni di una sua possibile realizzazione?
Come sappiamo la coscienza è la capacità di avere esperienze soggettive, di essere consapevoli di sé e del mondo circostante. Applicata all’AI, significa chiedersi se una macchina possa realmente “sentire” o se si tratti solo di una sofisticata simulazione.
È fondamentale distinguere tra accesso alla coscienza e coscienza qualitativa. La coscienza di accesso si riferisce alla disponibilità di informazioni per l’elaborazione cognitiva, mentre la coscienza qualitativa implica l’esperienza soggettiva associata agli stati mentali. Questo significa che una macchina potrebbe elaborare informazioni senza necessariamente provarle in modo qualitativo.
Quindi, non è solo questione di elaborare informazioni, ma di provare qualcosa. E questo solleva pesanti domande specialmente per quanto concerne le implicazioni etiche.
Teorie come la Global Workspace Theory e la Integrated Information Theory offrono modelli su come la coscienza potrebbe emergere dall’elaborazione complessa delle informazioni. La Global Workspace Theory suggerisce che la coscienza emerge quando le informazioni diventano globalmente accessibili a diversi processi cognitivi. L’Integrated Information Theory, invece, misura la quantità di informazione integrata in un sistema, suggerendo che la coscienza è proporzionale a questa quantità. Queste teorie propongono meccanismi attraverso i quali la coscienza potrebbe emergere dall’elaborazione complessa delle informazioni.
L’idea è che, se riuscissimo a replicare questi meccanismi in un sistema artificiale, potremmo potenzialmente creare una forma di coscienza. Alcuni ricercatori ritengono che questi modelli offrano un approccio strutturato per comprendere la coscienza sia negli esseri biologici che nelle entità artificiali.
Ma non tutti sono d’accordo su questa possibilità. Alcuni esperti, come David Chalmers, ritengono che sia plausibile che avremo AI coscienti entro un decennio. Chalmers suggerisce una probabilità del 25%, o più, che avremo LLM (Large Language Model) coscienti entro un decennio. Altri sono più scettici, sottolineando l’importanza della biologia e della complessità dei sistemi nervosi umani.
Peter Godfrey-Smith, ad esempio, argomenta che i modelli dinamici di attività elettrica nel cervello umano dipendono dalla sua composizione chimica, difficile da replicare in sistemi artificiali. Godfrey-Smith sostiene che i raffinati dettagli dell’attività dei sistemi nervosi non possono essere facilmente replicati in sistemi realizzati con materiali e strutture radicalmente diverse. Anil Seth sostiene che la vita è necessaria per la coscienza. Seth intende dire che il cervello non si limita a “indovinare” il futuro in modo astratto, ma lo fa usando attivamente il corpo e le sue interazioni con l’ambiente. Questo processo di predizione è profondamente legato alla biologia (substrato) e cambia costantemente (dinamico) in base agli stimoli e alle azioni del corpo stesso. In sostanza, corpo e mente lavorano insieme per creare la nostra percezione del mondo.
La questione è quindi se la coscienza possa emergere solo da sistemi biologici o anche da sistemi artificiali? Ammettiamo per un momento che riusciamo a creare AI coscienti. Quali sarebbero le implicazioni etiche e sociali? Le implicazioni sono enormi. Se un’AI è cosciente, potrebbe avere la capacità di soffrire e quindi meritare considerazione morale. Ciò solleva domande su come dovremmo trattarle: quali diritti dovrebbero avere? È moralmente accettabile spegnerle, copiarle o manipolarle?
Domande che ricordano in parte quelle sul trattamento degli animali. C’è inoltre la questione della fiducia. Se le persone credono che un’AI sia cosciente, potrebbero fidarsi di più e, di conseguenza, diventare più dipendenti, con conseguenze sia positive che negative. È plausibile un futuro in cui si rivendicheranno diritti per le intelligenze artificiali, innescando un intenso dibattito pubblico sulla questione.
Credere che un’IA sia cosciente potrebbe alterare il nostro comportamento tra noi umani, non solo verso l’IA. Se pensiamo che un’IA abbia sentimenti o diritti simili ai nostri, potremmo inconsciamente iniziare a trattare gli altri esseri umani in modo diverso, seguendo schemi relazionali pensati per entità senzienti. Questo potrebbe, per esempio, portare a maggiore cautela, empatia forzata, o persino a forme di “rispetto” non necessarie nelle interazioni umane, distorcendo potenzialmente le relazioni sociali esistenti.
Se le IA non fossero realmente coscienti, ma solo estremamente brave a simulare la coscienza, le conseguenze per la società sarebbero comunque enormi. Potremmo dedicare risorse (economiche, emotive, ecc.) a macchine che non “sentono” nulla, trascurando i bisogni umani. Inoltre, potrebbero nascere tensioni sociali e conflitti tra coloro che, ingannati dalla simulazione, credono che le IA meritino considerazione e diritti, e coloro che invece rimangono scettici. In sintesi, la percezione di coscienza nell’IA, anche se falsa, potrebbe avere impatti reali e profondi sulla nostra società.
Come possiamo affrontare questi rischi? È fondamentale adottare un approccio cauto e responsabile. Patrick Butlin e Theodoros Lappas in una loro recente ricerca hanno proposto cinque principi chiave per una ricerca responsabile sull’IA cosciente, con l’obiettivo di prevenire il maltrattamento delle future IA coscienti e promuovere una comprensione informata della coscienza artificiale: 1. Obiettivi: priorità alla ricerca che comprenda e valuti la coscienza dell’IA, al fine di prevenire la sofferenza e capire rischi/benefici; 2. Sviluppo: lo sviluppo di IA coscienti è accettabile solo se contribuisce agli obiettivi di cui sopra e minimizza il rischio di sofferenza; 3. Approccio graduale: adottare uno sviluppo graduale, valutando frequentemente i progressi e consultandosi con esperti; 4.Condivisione della conoscenza: condividere le informazioni con il pubblico e le autorità, a meno che ciò non agevoli la creazione di IA coscienti dannose da parte di attori irresponsabili; 5. Comunicazione: evitare affermazioni fuorvianti sulla capacità di creare IA coscienti, riconoscendo incertezze e impatti sociali.
Creare intelligenze artificiali (IA) davvero coscienti, come dicevamo, pone seri problemi etici. Se un’IA diventasse cosciente, dovremmo chiederci se ha dei diritti, come trattarla e come proteggerla da eventuali sofferenze, proprio come faremmo con un essere vivente.
Man mano che le IA diventano più complesse, diventa difficile capire chi è responsabile delle loro azioni. Se un’IA commette un errore o causa un danno, chi ne risponde? Inoltre, c’è la preoccupazione che le IA possano diventare così potenti da sfuggire al nostro controllo. La semplice idea che le IA possano essere coscienti potrebbe cambiare il modo in cui ci vediamo. Potremmo sentirci inferiori o persino minacciati dalle IA, con conseguenze sul nostro ruolo nella società e sul nostro potere decisionale.
E non dimentichiamo la trasparenza. Molti sistemi di AI sono “scatole nere”, il che rende difficile capire come prendono le decisioni. Infine, c’è la difficoltà di distinguere tra vera coscienza e programmazione avanzata. Distinguere tra vera coscienza e programmazione avanzata può essere problematico, poiché il potenziale per falsi negativi, in cui la società crede erroneamente che le AI non siano coscienti, potrebbe portare alla negligenza del loro benessere.
Il futuro dell’AI è pieno di promesse, ma anche di rischi. Dobbiamo considerare il disallineamento tra gli obiettivi dell’AI e i valori umani. Gli esperti evidenziano il pericolo di disallineamento tra gli obiettivi dell’AI e i valori umani, il che potrebbe portare a conseguenze non intenzionali se i sistemi AI operano con una visione ristretta priva di una più ampia comprensione etica. Lo sviluppo di un’intelligenza artificiale etica richiede la definizione di quadri normativi rigorosi e di politiche che assicurino equità e inclusione sociale. Alcuni esperti parlano anche di una possibile singolarità tecnologica, un momento in cui la crescita incontrollabile delle capacità dell’AI potrebbe sfuggire al nostro controllo. Molti esperti prevedono che questo momento cruciale potrebbe verificarsi prima del 2060, sottolineando l’urgenza di affrontare sia le opportunità che i pericoli che l’AI presenta.
The Metaverse and quantum computing are two emerging technological frontiers destined to radically transform how we interact with the digital world and solve complex problems. The synergy between these two technologies promises to unlock new levels of virtual experience and computational capabilities. In this short article, we will explore the potential impact of quantum computing on the Metaverse, highlighting possibilities for enhanced virtual environments, complex interactions, and customized user experiences. We will also see how quantum computing can contribute to greater security in the Metaverse through quantum cryptography, protecting user transactions and communications. Finally, we will underline the promising potential of the synergy between Metaverse and quantum computing in revolutionizing our digital life.
Introduction
The Metaverse, a parallel digital universe where people can interact in immersive 3D environments, requires enormous computational power and data processing speed to operate smoothly and without interruptions. Currently, the limits of classical computing technology represent a significant challenge for the Metaverse, especially in terms of scalability and complexity of virtual environments. On the other hand, quantum computing offers exponentially superior computational power compared to traditional computers, thanks to the principles of quantum mechanics. Quantum computers can perform calculations that would be impractical for classical computers, especially in terms of optimization and simulation.
The Synergy between Metaverse and Quantum Computing
The most exciting aspect of the synergy between Metaverse and quantum computing is the possibility of using quantum computers to manage the vast amounts of data generated within the Metaverse. This could translate into more realistic virtual environments, more complex interactions, and deeper user experiences. Quantum computing could also allow new levels of security in the Metaverse, using quantum cryptography to protect user transactions and communications. This synergy not only improves the user experience in the Metaverse, but also has the potential to stimulate innovation in fields such as graphic rendering optimization, artificial intelligence, and data analysis.
Quantum Computing and the Challenges of the Metaverse
Despite the potential benefits of quantum computing for the Metaverse, there are challenges that need to be addressed. Firstly, the development of practical and scalable quantum computers is still ongoing and their availability for widespread use in the Metaverse is not immediate. Furthermore, integrating quantum computing into existing Metaverse infrastructure and platforms requires careful consideration and adaptation. Also, the implications on quantum computing security, such as the vulnerability of traditional encryption methods to quantum attacks, must be addressed through the adoption of post-quantum cryptographic algorithms and quantum-resistant security methods.
Quantum Computing and the Future of the Metaverse
As the Metaverse continues to expand, quantum computing could become the main driver to overcome current technical limitations, paving the way for otherwise unthinkable virtual experiences. The combination of Metaverse and quantum computing has the potential to revolutionize the way we live, work, and play in the digital world. The collaborative and decentralized nature of the Metaverse aligns well with the transformative capabilities of quantum computing, creating a powerful synergy that can shape the future of the digital world.
In an industry where innovation is the currency, the importance of an Innovation Manager in driving the digital transition is invaluable. In the field of microelectronics, where every micron counts, the adoption of augmented reality (AR) and virtual reality (VR) is transforming not only product design and development, but also the way we interact with customers and partners.
AR is revolutionizing engineering processes, enabling teams to overlay three-dimensional CAD models on physical components, facilitating instant visualization and real-time design refinement. VR, on the other hand, opens the door to total immersion in virtual engineering, allowing specialists to navigate microcircuit assembly and performance evaluation in virtualized operating environments without leaving their desks. These emerging technologies are also redefining the way we communicate with customers. With AR and VR, we can provide more immersive and detailed product demonstrations, even in the early stages of development, ensuring a deeper and more intuitive understanding of their capabilities.
More importantly, AR and VR are transforming technical training, creating safe and controlled learning environments. Technicians can practice with complex equipment and high-precision procedures without the risk of expensive damage or compromised safety. The integration of AR and VR is not just a technological exercise but also a strategic move that enhances production processes’ agility, shortens development cycles, and improves our responsiveness in a market that changes rapidly. In today’s digital age, companies must integrate technology to remain competitive. As innovators, our objective is to ensure that microelectronics not only keeps up with advancement but catalyzes technological progress.
With technology constantly pushing boundaries and redefining our digital experiences, one area gaining significant momentum is augmented reality (AR). AR has the ability to revolutionize how we interact with digital content by seamlessly integrating virtual elements with the real world. Although AR applications for mobile devices have gained popularity, we want to emphasize the significance of user experience when dealing with desktop augmented reality applications. A desktop AR app with voice commands can considerably enhance the user experience. The user experience (UX) is critical to the success of any digital application, including desktop AR. Desktop AR must provide intuitive, engaging, and seamless interactions to meet user expectations. The user experience should feel effortless, with natural navigation and meaningful interactions with virtual elements.
Advantages of AR Applications for Desktops with Voice Commands
1. Improved Interaction Users can seamlessly interact with digital content using natural language commands with a desktop AR application featuring voice commands. Complex gestures and keyboard input become unnecessary as the experience becomes more intuitive and accessible to a wider audience.
2. Improved Efficiency: Voice commands in desktop AR applications simplify users’ interactions, allowing them to perform tasks more efficiently. Users can create, manipulate, and navigate virtual objects with a simple voice command, reducing the time and effort required for complex tasks.
3. Engaging User Experiences: Through the combination of desktop AR and voice commands, users can fully engage themselves in immersive and interactive experiences. With intuitive voice interactions, users can explore virtual environments, interact with realistic 3D models, and even participate in real-time collaboration with others.
4. Equal accessibility for all: AR applications for desktop, featuring voice commands, have the potential to remove obstacles for users with limited mobility or visual impairments. By offering alternative input methods, such as voice commands, these applications make sure that all users can enjoy the magic of AR.
As the demand for desktop AR applications grows, organizations must prioritize user experience in order to deliver exceptional interactions. We can create intuitive, efficient, and engaging desktop AR experiences by harnessing the power of voice commands. A focus on user experience will be key to unlocking the full potential of desktop AR applications, whether it involves designing user-friendly interfaces, integrating advanced speech recognition technologies, or optimizing interactions for different use cases. By doing so, it enables transformative augmented reality experiences that redefine the way we interact with digital content in the desktop environment.
