Este español desarrolla ‘cerebros’ de grafeno para amplificar la inteligencia artificial

El cielo tiene el paraíso; la tierra, Suzhou y Hangzhou". Con este refrán, China hace alarde de dos de sus enclaves más bellos. En el primero, el español Mario Lanza ha encontrado su particular edén. En la ciudad que el propio Marco Polo confundió con Venecia, el investigador dedica su tiempo a sus dos grandes pasiones: su familia y la nanociencia. Más de 100 artículos científicos, un libro, cuatro patentes y tres empresas, ahora Lanza desarrolla los nuevos ‘discos duros’ que harán posible la explosión de la inteligencia artificial. 

"Siempre había pensado que debía acumular experiencias para encontrar un mejor trabajo en España", cuenta a INNOVADORES. Esta idea guio al joven Lanza desde la Escuela Universitaria Salesiana de Sarrià hasta Alemania. Tuvo la suerte de que la universidad germana donde estudiaba estuviese muy cerca de la sede del fabricante de chips Infineon Technologies, con quien su supervisor mantenía un acuerdo de colaboración. Así descubrió este ingeniero electrónico la investigación y así concibió su primer paper... cuando aún era estudiante de Erasmus. "Es algo bastante inusual", admite.

Volvió a España para hacer un doctorado; pero la tecnología que necesitaba para su trabajo no estaba tan avanzada. "En nanociencia, si no tienes acceso a las mejores máquinas, repetir los experimentos es mucho más complejo", comenta. "No me podía quedar". Hizo de nuevo las maletas, volvió a Alemania y, después, saltó a Inglaterra. El último año de doctorado le pasó algo curioso: había obtenido tantos resultados científicos que podía avanzar la redacción de su tesis, así que decidió aprovechar los últimos meses del curso para estudiar chino.  

Llegó a un acuerdo con sus profesores para que le dejasen trasladarse a la Universidad de Pekín para estudiar el idioma por las mañanas y concluir su investigación por las tardes. De aquello hace ya una década. Toda una proeza. No son muchos los que han durado tanto en el país asiático. "La gente suele desistir, allí la competitividad es brutal".

En 2012, Lanza hizo un paréntesis de año y medio para investigar en la Universidad de Stanford. Al volver a China, recibió una jugosa oferta de la Universidad de Suzhou e inició una nueva vida en la "ciudad más bonita de China". No sólo recibió financiación muy generosa para su proyecto de investigación, sino que además le dieron una ayuda de 200.000 euros para que se estableciese en el país. "Es una práctica habitual". Desde allí hoy lidera la investigación de un dispositivo del que tal vez el lector nunca haya escuchado hablar, pero que será clave en el futuro más próximo.  

Se llama memristor y es, básicamente, un disco duro superpotente. "Se trata de un dispositivo revolucionario capaz de almacenar y procesar ingentes cantidades de información en muy poco espacio", explica. Tradicionalmente, estas operaciones se han realizado utilizando transistores, los cuales pueden emular los unos y ceros del código binario almacenando carga eléctrica. Sin embargo, los memristores almacenan los bits de forma radicalmente diferente: alterando la resistencia eléctrica de materiales aislantes integrados en condensadores de dimensiones nanométricas. 

El grupo de investigación de Lanza ha sido pionero en aplicar nuevos compuestos para crear memristores más eficientes. En concreto, ha introducido materiales bidimensionales, como el grafeno y el nitruro de boro, para actuar como electrodos y aislantes, respectivamente. "Tienen propiedades muy exóticas, por ejemplo, una alta resistencia mecánica, flexibilidad, transparencia y una conductividad térmica muy alta", explica el ingeniero.

Su equipo, además, ha descubierto otras singularidades que están relacionadas con las características eléctricas del memristor. Los materiales bidimensionales tienen el poder de controlar de forma muy exacta la resistencia eléctrica del memristor hasta el punto de poder ajustar mucho mejor su velocidad. "Se pueden generar transiciones más progresivas".

Y todo ello, ¿con qué fin? Este control sobre la conductividad dispara el rendimiento de los dispositivos. Tanto que incluso pueden llegar a simular el funcionamiento de las conexiones neuronales. "Las neuronas están conectadas por sinapsis y el memristor actúa igual". Ya se están fabricando redes neuronales artificiales con esta tecnología (IBM lidera este campo). Así, Lanza lidera el diseño de los futuros cerebros físicos (chips) donde se ejecutará la inteligencia artificial. 

"No esperábamos que nuestros artículos tuvieran tanto impacto", reconoce. "Ahora mucha gente se está subiendo al carro de fabricar memristores utilizando materiales bidimensionales". Sin embargo, "muchos académicos utilizan métodos de fabricación que no son viables a escala industrial y y publican resultados sin demostrarlos estadísticamente".

Su equipo en la Universidad de Suzhou es el "único del planeta que estudia la variabilidad de miles de dispositivos nanoelectrónicos fabricados con materiales bidimensionales". De hecho, la prestigiosa revista Nature Electronics ya le ha publicado dos artículos, algo que ningún otro científico europeo ha conseguido hasta la fecha.