Mühendisler Yığınlanabilen ve Yeniden Yapılandırılabilir AI Çipi Oluşturdu

MIT’deki mühendisler ekibi, mevcut sensörleri ve sinir ağı işlemcilerini değiştirmeyi ve üzerine inşa etmeyi sağlayan yığınlanabilen ve yeniden yapılandırılabilir bir tasarım olan yeni bir yapay zeka çipi oluşturdu.

Yeni AI çipi, akıllı saatler ve diğer giyilebilir cihazların yeni bir model için atılmak zorunda kalmayacağı daha sürdürülebilir bir geleceğe ulaşılmasına yardımcı olabilir. Bu cihazlar, iç çip üzerine takılan yeni sensörler ve işlemciler ile yükseltilebileceklerdir. Bu tür yeniden yapılandırılabilir AI çipleri, cihazları güncel tutacak ve elektronik atığı azaltacaktır.

Araştırma sonuçları Nature Electronics‘de yayımlandı.

Çip Tasarımı

Çipin LEGO benzeri tasarımı, algılama ve işleme elemanlarının alternatif katmanları, ayrıca katmanların optik olarak iletişim kurmasını sağlayan ışık yayan diyotlar (LED) içerir.

Bu yeni tasarım, fiziksel teller yerine bilgi iletmek için ışığı kullanır, bu da çipin yeniden yapılandırılmasını, katmanların değiştirilmesini veya üzerine eklenmesini sağlar. Bu, yeni sensörlerin veya güncellenmiş işlemcilerin eklenmesini sağlayabilir.

Jihoon Kang, MIT’de doktora sonrası araştırma görevlisidir.

“İstediğiniz kadar hesaplayıcı katman ve sensör ekleyebilirsiniz, Örneğin ışık, basınç ve hatta koku için,” diyor Kang. “Bu, sınırsız genişletilebilirliğe sahip bir LEGO benzeri yeniden yapılandırılabilir AI çipi olarak adlandırıyoruz, çünkü katmanların kombinasyonuna bağlı olarak.”

Araştırmacılar, tasarımı kenar işlem cihazlarına, bağımsız cihazlara ve merkezi veya dağıtılmış bir kaynaktan bağımsız olarak çalışan diğer elektroniklere uygulamaya çalışacaklar.

Jeehwan Kim, MIT’de mekanik mühendisliği yardımcı doçentidir.

“Sensör ağlarına dayalı nesnelerin interneti çağına girerken, çok işlevli kenar işlem cihazları için talep dramatik bir şekilde artacak,” diyor Kim. “Önerilen donanım mimarimiz, gelecekte kenar işlem için yüksek esneklik sağlayacak.”

Yeni tasarım, temel görüntü tanıma görevlerini gerçekleştirmek için görüntü sensörleri, LED’ler ve yapay sinirlerden oluşan katmanların birleştirilmesini içerir. Araştırmacılar, görüntü sensörlerini yapay sinaps dizileri ile eşleştirdiler, her dizi belirli harfleri tanımak için eğitildi. Ekibin, fiziksel bir bağlantı olmadan katmanlar arasında iletişim kurmayı başardı.

Hyunseok Kim, MIT’de doktora sonrası araştırma görevlisidir.

“Diğer çipler metal aracılığıyla fiziksel olarak bağlantılıdır, bu da onları yeniden bağlantılı ve yeniden tasarlamak zor hale getirir, bu nedenle yeni bir işlev eklemek istiyorsanız yeni bir çip oluşturmanız gerekir,” diyor Kim. “Fiziksel tel bağlantısını optik bir iletişim sistemi ile değiştirdik, bu da bize istediğimiz gibi çipleri yığınlayıp eklememizi sağlar.”

Bu optik iletişim sistemi, her biri küçük piksellerle desenlenmiş çift fotodetektörler ve LED’ler içerir. Fotodetektörler, veri alan bir görüntü sensörü oluşturur ve LED’ler, bir sonraki katmana veri iletir. Bir sinyal görüntü sensörüne ulaştığında, görüntünün ışık deseni, bir sonraki katmanda bir fotodetektör dizisi ve bir yapay sinaps dizisini uyaran LED piksellerinin bir konfigürasyonunu kodlar.

Yığınlanabilir Çip Oluşturma

Üretilen çip, yaklaşık 4 kare milimetre ölçülerinde bir hesaplama çekirdeğine sahiptir ve üç görüntü tanıma “bloğu” ile yığınlanır, her biri bir görüntü sensörü, optik iletişim katmanı ve sınıflandırma için bir yapay sinaps dizisi içerir.

Min-Kyu Song, MIT’de başka bir doktora sonrası araştırma görevlisidir.

“Yığınlanabilirlik, değiştirilebilirlik ve çipe yeni bir işlev ekleyebilme yeteneğini gösterdik,” diyor Song.

Araştırmacılar, şimdi çipe daha fazla algılama ve işleme yetenekleri eklemeye çalışacaklar.

“Cihazların kamerasına daha fazla katman ekleyerek daha karmaşık görüntüleri tanıyabilmesini sağlayabilir veya bunları sağlık monitörlerine dönüştürebiliriz, bunlar giyilebilir elektronik ciltlere gömülebilir,” diyor Choi.

Ekibin dediğine göre, modüler çipler elektroniklere entegre edilebilir ve tüketicilerin en son sensör ve işlemci “tuğlaları” ile inşa etmelerine olanak tanır.

“Genel bir çip platformu oluşturabilir ve her katmanı ayrı olarak satılabilir, bir video oyunu gibi,” diyor Jeehwan Kim. “Görüntü veya ses tanıma gibi farklı türde sinir ağları oluşturabilir ve müşterinin istediğini seçmesine ve mevcut bir çipe LEGO gibi eklemesine izin verebiliriz.”