ชิปคอมพิวเตอร์พลังงานแสงใหม่ ที่สามารถทำให้ AI มีขนาดเล็กและฉลาดขึ้น

นักวิจัยได้พัฒนา ชิปอิเล็กทรอนิกส์ ที่เลียนแบบวิธีการประมวลผลข้อมูลภาพของสมองมนุษย์ โดยรวมเอาแอลกอริธึม AI เข้ากับฮาร์ดแวร์ที่จำเป็นสำหรับการจับภาพ

ทีมนักวิจัยระหว่างประเทศจากสหรัฐฯ จีน และออสเตรเลียได้ร่วมมือกันพัฒนาچิปอิเล็กทรอนิกส์ใหม่ที่ออกแบบมาเพื่อเพิ่มความฉลาดของ AI โดยรวมซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อนและฮาร์ดแวร์ในอุปกรณ์ขนาดเล็กที่ใช้พลังงานจากแสง การวิจัยนี้ได้รับการนำโดย RMIT University และตีพิมพ์ในวารสาร Advanced Materials

ตัวต้นแบบอุปกรณ์ที่ทีมวิจัยสร้างขึ้นนั้นอยู่ในระดับนาโน และรวมเอาซอฟต์แวร์ AI เข้ากับฮาร์ดแวร์สำหรับการจับภาพโดยใช้วัสดุเมตาแมทเทอรियलที่เปลี่ยนแปลงวิธีการตอบสนองของชิปต่อแสง ด้วยการปรับปรุงเพิ่มเติม เทคโนโลยีที่ใช้ในการสร้างสิ่งนี้สามารถใช้เป็นพื้นฐานสำหรับอุปกรณ์ที่เล็กและฉลาดกว่านี้ เช่น โดรนและหุ่นยนต์

ตามที่ RMIT Associate Professor Sumeer Walia ระบุว่า ตัวต้นแบบชิปใหม่นี้ทำให้เกิดฟังก์ชันแบบสมองโดยการรวมส่วนประกอบแบบโมดูลาร์เข้าด้วยกัน

“เทคโนโลยีใหม่ของเราทำให้ประสิทธิภาพและความแม่นยำเพิ่มขึ้นอย่างมากโดยการนำส่วนประกอบและฟังก์ชันหลายอย่างมารวมกันในแพลตฟอร์มเดียว” Walia อธิบายผ่าน RMIT news “เรากำลังใกล้จะถึงอุปกรณ์ AI ที่สมบูรณ์แบบที่ได้รับแรงบันดาลใจจากสิ่งที่ดีที่สุดของธรรมชาติ – สมองมนุษย์”

ตามที่ Walia ระบุว่า เป้าหมายของทีมวิจัยคือการจำลองวิธีการเรียนรู้ของสมองหลักๆ ซึ่งก็คือการเข้ารหัสข้อมูลภาพเป็นความทรงจำ ในขณะที่ยังมีงานที่ต้องทำอีกมาก แต่ตัวต้นแบบที่ทีมวิจัยสร้างขึ้นนี้เป็นก้าวสำคัญที่จะนำไปสู่การโต้ตอบระหว่างมนุษย์และเครื่องจักรที่ดีขึ้น ระบบไบโอนิกที่ปรับขนาดได้ และระบบประสาท

การประยุกต์ใช้ AI ในระดับพาณิชย์ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับซอฟต์แวร์และการประมวลผลข้อมูลนอกสถานที่ โดยใช้การประมวลผลบนคลาวด์ เพื่อให้แอปพลิเคชันที่ใช้บนไซต์เป็นไปได้มากขึ้น ตัวต้นแบบชิปนี้รวมเอาไอและฮาร์ดแวร์เข้าด้วยกันในตัวอย่างของ AI ขอบ ซึ่งอุปกรณ์อย่างรถยนต์ไร้คนขับและโดรนจำเป็นต้องประมวลผลข้อมูลจำนวนมากบนไซต์ ทำให้พวกมันเป็นตัวอย่างที่เหมาะสมสำหรับเทคโนโลยีเช่นตัวต้นแบบชิปใหม่นี้ Walia อธิบายว่า กล้องด้านหน้าในรถยนต์ที่มีฮาร์ดแวร์แบบถูก启发จากสมองที่นักวิจัยพัฒนาขึ้นสามารถรับรู้แสง ไฟอื่นๆ สัญญาณจราจร คนเดินถนน พืช และอื่นๆ ได้ ตามที่ Walia ระบุว่า ชิปนี้สามารถส่งมอบ “ระดับประสิทธิภาพและความเร็วที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนในกระบวนการตัดสินใจอัตโนมัติและ AI”

เทคโนโลยีที่ตัวต้นแบบนี้ใช้นั้นเป็นไปตามชิปก่อนหน้าที่นักวิจัยจาก RMIT พัฒนา ซึ่งใช้แสงในการสร้างและปรับเปลี่ยน “ความทรงจำ” คุณลักษณะใหม่ที่ทีมวิจัยสร้างขึ้นหมายความว่าชิปสามารถจับภาพอัตโนมัติ จัดการภาพ และฝึกโมเดลการเรียนรู้ของเครื่องจักรที่สามารถรับรู้วัตถุได้มากกว่า 90%

การออกแบบตัวต้นแบบชิปได้รับอิทธิพลจากเทคโนโลยีโอโพนเจเนติกส์ เทคโนโลยีโอโพนเจเนติกส์หมายถึงเครื่องมือไบโอเทคที่เกิดขึ้นใหม่ที่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถจัดการนิวรอนได้อย่างแม่นยำโดยใช้แสง ชิป AI ที่ทีม RMIT พัฒนาขึ้นใช้ ฟอสฟอรัสดำ ซึ่งเป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ ฟอสฟอรัสดำมีความบางมากและเปลี่ยนความต้านทานไฟฟ้าเมื่อความยาวคลื่นของแสงเปลี่ยนแปลง เมื่อแสงความยาวคลื่นต่างๆ ส่องลงบนฟอสฟอรัสดำ วัสดุจะเปลี่ยนคุณสมบัติและกลายเป็นประโยชน์สำหรับการใช้งานต่างๆ เช่น การจัดเก็บความทรงจำและการจับภาพ ตามที่ Dr. Taimor Ahmed ผู้เขียนนำของการศึกษานี้จาก RMIT อธิบายว่า ระบบคอมพิวเตอร์ที่ใช้แสงจะมีประสิทธิภาพมากกว่า ระบบคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม

ตามที่ Ahmed ระบุว่า ประโยชน์ของการรวมระบบแบบโมดูลาร์เข้าด้วยกันในอุปกรณ์ขนาดนาโนคือ AI และแอลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่องจักรสามารถใช้ได้ในอุปกรณ์ที่เล็กกว่า ตัวอย่างเช่น Ahmed อธิบายว่านักวิทยาศาสตร์สามารถย่อเทคโนโลยีที่พวกเขาได้พัฒนาขึ้นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของปลอกตาเทียมและปรับปรุงความแม่นยำของตาเทียม

“ตัวต้นแบบของเราคือความก้าวหน้าที่สำคัญที่จะนำไปสู่อิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูงสุด: ชิปสมองที่สามารถเรียนรู้จากสิ่งแวดล้อมได้เหมือนกับเรา” Ahmed กล่าว

ตัวต้นแบบชิปได้รับการออกแบบให้มีการรวมเข้ากับเทคโนโลยีอื่นๆ และอิเล็กทรอนิกส์ที่มีอยู่ได้ง่าย