التكنولوجيا المجهولة وراء جيل جديد من أجهزة الحوافز الذكية

قد لا تكون على دراية بتكنولوجيا piezoMEMS — ولكن التطبيقات الجديدة لهذه التكنولوجيا الصغيرة التي تغير اللعبة هي على وشك إعادة تشكيل مستقبل الذكاء الاصطناعي على الحواف.

في عام 2023، قدر الباحثون أن استخدام الذكاء الاصطناعي التوليدي (genAI) لإنشاء صورة يستخدم نفس كمية الطاقة المستهلكة لشحن هاتف ذكي. الآن، تخيل إنشاء صور الذكاء الاصطناعي باستخدام هاتفك الذكي.

随着 انتقال الذكاء الاصطناعي إلى أجهزة الحوافز مثل الهواتف الذكية والنظارات الزجاجية، من المرجح أن تركز التطبيقات الأكثر إقناعًا وانتشارًا على تجارب حية وersonalized وcontext-aware. هذه الأجهزة دائمًا معنا، لذلك يمكن للذكاء الاصطناعي الاستفادة من حساساتها – الكاميرات والميكروفونات والجايروسكوبات – لتوفير حلول وتجارب سلسة وذات زمن استجابة منخفض.

فكر في الذكاء الاصطناعي كرفيق دائم يقدم مساعدة سياقية في الوقت الفعلي. على الهواتف الذكية، يمكن أن يعني ذلك الترجمة الفورية للغات أثناء المحادثات أو السفر، مثل إ направ هاتفك الكاميرا إلى لافتة و الحصول على طبقة في لغتك الأصلية. بالنسبة للنظارات الزجاجية، فهو أكثر لزومًا – تخيل المشي في مدينة و الحصول على حقائق تاريخية أو تقييمات المطاعم أو إرشادات الملاحة مشروحة في منظورك، كلها مخصصة لمصالحك و بدون الحاجة إلى إخراج جهاز.

في حين أن وعد الذكاء الاصطناعي على الحواف واضح ومقنع، لا تزال هناك تحديات تقنية.

• التحدي 1 – الحراري: مثل مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي، أجهزة الحوافز الذكية محدودة حراريا، وليس بمقدورها معالجة المعلومات بسرعة. الهواتف الذكية已经 وصلت إلى حدودها الحرارية؛ ميزات الحوافز الذكية تزيد فقط من المشكلة. نفس الشيء بالنسبة للنظارات الزجاجية، حيث يتم دمج المزيد من المعالجات البصرية والشاشات الصغيرة.
• التحدي 2 – الحجم والوزن والشكل: هذا تحد كبير للنظارات الزجاجية، حيث يسعى المصنعون إلى تحقيق التوازن المثالي بين راحة ارتداء اليوم الكامل (الوزن) و الأداء اللازم (الوزن) و الشكل المثالي.
• التحدي 3 – جودة صوت الذكاء الاصطناعي التوليدي: الصوت سيكون واجهة مهيمنة، خاصة مع النظارات الزجاجية، مما يسمح بالتشغيل السريع و بدون استخدام اليدين. ومع ذلك، فإن السماعات التقليدية Thick وثقيلة (انظر التحدي 2) و لا تؤدي إلى أقصى إمكاناتها في الفراغات المحصورة. بالإضافة إلى ذلك، فإن تباينها النسبي السيئ يؤثر سلبًا على ميزات DSP الإضافية مثل وضع الخصوصية و تركيز المحادثة.

مع ذلك، فإن السباق لتنفيذ الذكاء الاصطناعي التوليدي على أجهزة الحوافز – الهواتف الذكية و النظارات الزجاجية و أجهزة أخرى محمولة – جار.

الباحثون في Deloitte يقدر أن حصة الهواتف الذكية التي تدعم الذكاء الاصطناعي التوليدي قد تتجاوز 30٪ من الشحنات بحلول نهاية هذا العام. لا يزال هناك فئة جديدة من النظارات الزجاجية الذكية التي تدعم الذكاء الاصطناعي التوليدي.

في أجهزة الحوافز، جزء من الحل يأتي من إعادة تخيل الإلكترونيات التي تدخل فيها.

مكونات piezoMEMS تمكن الذكاء الاصطناعي التوليدي على الحواف

تكنولوجيا piezoMEMS تتمثل في تطبيق تقنية أنظمة الميكرو إلكترو ميكانيكية التي تستخدم مواد بيزو كهربائية لتحويل الطاقة الكهربائية إلى حركة، أساسًا مصدر هواء محكوم بالجهد.

مكونات piezoMEMS يتم إنتاجها في عملية شبه موصلات موثوقة وثابتة ومتجانسة، مما يسمح بإنتاج كميات كبيرة من المكونات الإلكترونية الصغيرة والفعالة وذات التكلفة المنخفضة في حزم شبه موصلات رقيقة.

التبريد النشط لإدارة الحرارة في أجهزة الحواف الذكية

المنفذات البيزو MEMS السيليكونية المتوفرة الآن يمكنها ضخ نبضات هواء صامتة و خالية من الاهتزاز لتهدئة الأنظمة الإلكترونية الرقيقة والمحدودة في الفراغ.

الآثار على تبريد أجهزة الحواف الذكية هائلة. أول مروحة تبريد piezoMEMS أصغر بحوالي 96٪ وأخف من المراوح التقليدية – وهي الوحيدة القادرة على تبريد أجهزة الحواف الذكية و النظارات الزجاجية، مع الحفاظ على درجات حرارة السطح و المكونات بين 15-30٪ أقل، وتمكين المعالجة من تشغيلها بسرعة قصوى لمدة أطول.

سماعات piezoMEMS كواجهة الذكاء الاصطناعي التوليدي

السماعات piezoMEMS يمكنها إنتاج صوت مكافئ أو أفضل (مستوى الضغط الصوتي) مثل السماعات التقليدية، ولكن بفرق في الحجم و السُمك و الوزن.

تطبيق هذه السماعة الجديدة على النظارات الذكية يمكن مصممي المنتجات من الحصول على التوازن المثالي بين راحة ارتداء اليوم الكامل و الأداء اللازم.

هنا مثالان. أولاً، سماعة piezoMEMS بسمك 1 ملم، أقل بحوالي 70٪ من سماعات التقليدية، مما يسمح للذراعين أن تكون أرق و أكثر أناقة.

ثانيًا، يُقترح أن وزن النظارات المثالي هو 30 غرام لتحقيق راحة ارتداء اليوم الكامل. في النظارات الذكية، تزن السماعات التقليدية حوالي 2 غرام لكل واحدة. مع وجود سماعة في كل ذراع (4 غرامات إجماليًا)، تساهم السماعات بنسبة 15٪ من الوزن الإجمالي للنظام. السماعات piezoMEMS، بوزن حوالي 150 ملليغرام لكل واحدة، يمكنها إزالة أكثر من 90٪ من الوزن الذي تساهم به السماعات، مما يقرب النظارات الزجاجية من هدف 30 غرام.

الوضوح الصوتي. بالإضافة إلى حجمها الصغير ووزنها، تعزز السماعات piezoMEMS تجربة الصوت. إنها لا تنتج فقط صوتًا كافيًا في الهواء الطلق، بل تتميز أيضًا بإعادة إنتاج الترددات العالية المرتبطة بالوضوح الصوتي المحسّن و الدقة. هذا لأن piezoMEMS توفر استجابة ميكانيكية أسرع من التصاميم التقليدية للسماعات، مع انخفاض في التأخير الطوري، مما يعني أن الصوت واضح و دقيق و دقيق.

الميزات DSP المحسنة. أخيرًا، سيتفوق ميزات DSP مثل أوضاع الخصوصية و الصوت الموجه على السماعات piezoMEMS. بفضل التجانس و الثبات في عملية الشبه موصلات، تتمتع هذه السماعات بمطابقة مثالية تقريبًا في الصوت و التأخير، مما يوفر نافذة أكثر تحديداً لخوارزمية DSP للعمل. مع انخفاض التباين في السماعة، يمكن لخوارزمية DSP تحسين الأداء مع انخفاض في الحمل المعالجي.

فتح إمكانيات أجهزة الحواف الذكية

في النهاية، سيتطلب جلب قوة الذكاء الاصطناعي التوليدي إلى أجهزة الحواف الذكية ابتكارات كبيرة. لا يجب على المصنعين فقط التغلب على القوانين الفيزيائية، بل يجب عليهم أيضًا ضمان أفضل تجربة مستخدم ممكنة – كل ذلك بدون المساس بالشكل.

الابتكارات الجديدة في تكنولوجيا piezoMEMS تفتح إمكانيات لإزالة القيود الحرارية، وتحسين وضوح الصوت للذكاء الاصطناعي التوليدي، مع تحسين الشكل (الرقة) و الراحة (الوزن) في أجهزة الحواف الذكية و النظارات الزجاجية.

نظام الذكاء الاصطناعي التوليدي واسع ومتشابك. يمكن لتكنولوجيا piezoMEMS أن تكون مفتاح التمكين.