Tekoäly
Insinöörit rakentavat pinottavan ja uudelleenkonfiguroitavan AI-sirun
MIT:n insinööritiimi on rakentanut uuden tekoälysirun, jonka rakenne on pinottava ja uudelleenkonfiguroitavissa ja joka auttaa vaihtamaan ja rakentamaan olemassa olevia antureita ja hermoverkkoprosessoreja.
Uusi tekoälysiru voi auttaa saavuttamaan kestävämmän tulevaisuuden, jossa matkapuhelimia, älykelloja ja muita puettavia laitteita ei tarvitse hylätä uudempaa mallia varten. Ne voitaisiin päivittää uusilla antureilla ja prosessoreilla, jotka napsautetaan laitteen sisäiseen siruun. Tällaiset uudelleenkonfiguroitavat AI-sirut pitävät laitteet ajan tasalla ja vähentäisivät elektroniikkajätettä.
Tutkimustulokset julkaistiin v Luontoelektroniikka.
Sirun suunnittelu
Sirun LEGO-tyyppinen muotoilu koostuu vuorottelevista anturi- ja käsittelyelementtien kerroksista sekä valodiodeista (LED), jotka mahdollistavat sirun kerrosten kommunikoinnin optisesti.
Tämä uusi malli käyttää valoa fyysisten johtojen sijaan tiedon siirtämiseen sirun läpi, mikä mahdollistaa sirun konfiguroinnin uudelleen ja kerrosten vaihtaminen tai pinoaminen päälle. Tätä voidaan käyttää uusien antureiden tai päivitettyjen prosessorien lisäämiseen.
Jihoon Kang on MIT:n postdoc.
"Voit lisätä niin monta laskentakerrosta ja anturia kuin haluat, kuten valoa, painetta ja jopa hajua", Kang sanoo. "Kutsumme tätä LEGO-tyyppiseksi uudelleenkonfiguroitavaksi AI-siruksi, koska sillä on rajoittamaton laajennettavuus kerrosten yhdistelmästä riippuen."
Tutkijat pyrkivät soveltamaan suunnittelua reunalaskentalaitteisiin, omavaraisiin laitteisiin ja muuhun elektroniikkaan, joka toimii itsenäisesti keskus- tai hajautetusta resurssista.
Jeehwan Kim on konetekniikan apulaisprofessori MIT:ssä.
"Kun astumme anturiverkkoihin perustuvan esineiden internetin aikakauteen, monitoimisten reunalaskentalaitteiden kysyntä kasvaa dramaattisesti", Kim sanoo. "Ehdotettu laitteistoarkkitehtuurimme tarjoaa erittäin monipuolista reunalaskentaa tulevaisuudessa."
Uusi muotoilu on konfiguroitu suorittamaan peruskuvantunnistustehtävät keinotekoisista synapseista valmistettujen kuvaanturien, LEDien ja prosessorien kerroksittain. Tutkijat yhdistivät kuvaanturit keinotekoisten synapsien kanssa, ja jokainen ryhmä opetettiin tunnistamaan tietyt kirjaimet. Tiimi pystyi saavuttamaan viestinnän kerrosten välillä ilman fyysistä yhteyttä.
Hyunseok Kim on MIT:n postdoc.
"Muut sirut on johdotettu fyysisesti metallin läpi, mikä tekee niiden uudelleenjohdottamisesta ja uudelleensuunnittelusta vaikeaa, joten sinun on tehtävä uusi siru, jos haluat lisätä uusia toimintoja", Kim sanoo. "Korvasimme tuon fyysisen johtoyhteyden optisella viestintäjärjestelmällä, joka antaa meille vapauden pinota ja lisätä siruja haluamallamme tavalla."
Tämä optinen viestintäjärjestelmä koostuu pareittain yhdistetyistä valoilmaisimista ja LEDeistä, joista jokainen on kuvioitu pienillä pikseleillä. Valoilmaisimet muodostavat kuva-anturin tiedon vastaanottamiseksi ja LEDit tiedon siirtämiseksi seuraavalle kerrokselle. Kun signaali saavuttaa kuvasensorin, kuvan valokuvio koodaa LED-pikseleiden kokoonpanon, joka sitten stimuloi toista valoilmaisimien kerrosta sekä keinotekoisen synapsiryhmän, joka luokittelee signaalin LED-valon kuvion ja voimakkuuden perusteella.
Pinottavan sirun luominen
Valmistetussa sirussa on noin 4 neliömillimetrin laskentaydin, ja se on pinottu kolmella kuvantunnistus "lohkolla", joista jokainen sisältää kuvasensorin, optisen viestintäkerroksen ja keinotekoisen synapsiryhmän luokittelua varten.
Min-Kyu Song on toinen MIT-postdoc.
"Näytimme pinoavuuden, vaihdettavuuden ja kyvyn lisätä siruun uusi toiminto", Song sanoo.
Tutkijat aikovat nyt lisätä sirulle lisää tunnistus- ja käsittelyominaisuuksia.
"Voimme lisätä matkapuhelimen kameraan kerroksia, jotta se voi tunnistaa monimutkaisempia kuvia, tai tehdä niistä terveydenhuollon monitoreja, jotka voidaan upottaa käytettävään elektroniseen ihoon", Choi sanoo.
Tiimi sanoo, että modulaarisia siruja voitaisiin rakentaa elektroniikkaan, jolloin kuluttajat voivat valita uusimpien anturi- ja prosessoripalojen rakentamisen.
"Voimme tehdä yleisen sirualustan, ja jokainen kerros voitaisiin myydä erikseen kuten videopeli", Jeehwan Kim sanoo. "Voimme tehdä erilaisia hermoverkkoja, kuten kuvan tai äänen tunnistamiseen, ja antaa asiakkaan valita, mitä hän haluaa, ja lisätä olemassa olevaan siruun, kuten LEGO."
