Khi các thiết bị điện tử như điện thoại di động, đồng hồ thông minh và công nghệ đeo được khác được nâng cấp với các mẫu mã mới hơn, một lượng lớn rác thải được sản xuất mỗi năm.
Nếu các phiên bản cũ hơn có thể được cập nhật với các cảm biến và bộ xử lý mới gắn vào chip bên trong của thiết bị, giảm lãng phí cả về tiền bạc và vật liệu, thì đó sẽ là một cuộc cách mạng. Hãy xem xét một tương lai bền vững hơn, nơi điện thoại thông minh, đồng hồ thông minh và công nghệ đeo được khác không liên tục bị thay thế bằng các mẫu mới hơn hoặc lên kệ.
Thay vào đó, chúng có thể được cập nhật với các cảm biến và bộ xử lý mới nhất mà chỉ cần gắn vào chip bên trong của thiết bị, giống như những viên gạch LEGO được thêm vào cấu trúc hiện có. Những con chip có thể lập trình lại như vậy có thể giữ cho các thiết bị hiện tại trong khi giảm lãng phí kỹ thuật số của chúng ta.
Với thiết kế giống như LEGO của họ để có thể xếp chồng lên nhau, có thể tùy chỉnh trí tuệ nhân tạo chip, các kỹ sư của MIT hiện đã thực hiện một bước hướng tới tầm nhìn mô-đun đó.
Bài đăng này sẽ xem xét kỹ lưỡng con chip này, cấu hình của nó và ý nghĩa của nó trong tương lai.
Vậy, chip Trí tuệ nhân tạo giống LEGO là gì?
Sự phát triển lớn tiếp theo sẽ biến đổi hành tinh là trí tuệ nhân tạo. Để sản xuất thiết bị điện tử mô-đun và bền vững, các kỹ sư của MIT hiện đã tạo ra một con chip AI giống như LEGO.
Để làm cho quá trình thêm cảm biến bổ sung hoặc nâng cấp bộ vi xử lý cũ đơn giản hơn, nó là một con chip có thể cấu hình lại với nhiều lớp có thể được xếp chồng lên nhau hoặc chuyển đổi.
Dựa trên sự kết hợp của các lớp, các chip AI "có thể cấu hình lại" có thể được mở rộng vô thời hạn. Do đó, những con chip này có thể cắt giảm rác thải điện tử trong khi vẫn giữ cho các thiết bị của chúng ta luôn hoạt động.
Bây giờ, chúng ta cùng khám phá thiết kế của con chip này.
Thiết kế chip
Kiến trúc chip AI thực sự đặc biệt vì nó kết hợp các lớp xử lý và thành phần cảm biến xen kẽ với đèn LED (điốt phát sáng), cho phép các lớp chip tương tác trực quan.
Kiến trúc bao gồm các điốt phát sáng (LED) cho phép giao tiếp quang học qua các lớp của chip cũng như các lớp cảm biến và thành phần xử lý xen kẽ. Tín hiệu được chuyển tiếp qua các mức bằng cách sử dụng dây bình thường trong các kiến trúc chip mô-đun khác.
Các kết nối rộng rãi như vậy làm cho các hệ thống xếp chồng như vậy không thể định cấu hình vì chúng rất khó, nếu không muốn nói là không thể, cắt và cuộn lại. Thay vì dây thực tế, khái niệm MIT truyền dữ liệu qua chip bằng cách sử dụng ánh sáng.
Do đó, chip có thể được sắp xếp lại, với các lớp có thể được thêm vào hoặc trừ đi, ví dụ, để bao gồm các cảm biến mới hoặc CPU hiện đại. Ý tưởng mới lạ của các kỹ sư đã ghép nối các cảm biến hình ảnh với các mảng khớp thần kinh nhân tạo và mỗi người trong số chúng được dạy để nhận dạng một chữ cái nhất định, trong trường hợp này là M, I và T.
Nhóm nghiên cứu xây dựng một hệ thống quang học thay vì sử dụng phương pháp truyền thống truyền dữ liệu cảm biến đến quy trình thông qua cáp vật lý. Trong cách tiếp cận này, mỗi cảm biến và khớp thần kinh nhân tạo kết hợp để tạo thành một mảng cho phép giao tiếp giữa các chữ cái mà không cần kết nối vật lý.
Các tín hiệu giữa các lớp được gửi qua dây tiêu chuẩn theo cách sắp xếp chip mô-đun thông thường. Những con chip thông thường này không thể cấu hình lại vì cách sắp xếp dây phức tạp như vậy không thể tháo ra và quấn lại.
Các nhà nghiên cứu đang nóng lòng chờ đợi việc triển khai thiết kế đột phá của nó để nâng cao các thiết bị điện toán, chẳng hạn như cảm biến tự cung cấp và nhiều thiết bị điện tử khác, vốn không hoạt động với tài nguyên trung tâm hoặc phân tán như điện toán dựa trên đám mây hoặc siêu máy tính.
Cấu hình chip
Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một con chip đơn và lõi tính toán của nó có kích thước gần bằng một miếng hoa giấy 4 mm vuông.
Con chip này có ba “khối” nhận dạng hình ảnh được đặt chồng lên nhau, mỗi khối có cảm biến hình ảnh, lớp giao tiếp quang học và mảng khớp thần kinh nhân tạo để xác định một trong ba chữ cái M, I hoặc T. Sau đó, chúng chiếu một hình ảnh pixel được tạo ngẫu nhiên lên thiết bị và đo dòng điện mà mỗi pixel mạng lưới thần kinh mảng được tạo trong phản hồi.
Khi dòng điện tăng lên, khả năng hình ảnh là chữ cái mà mảng cụ thể đã được đào tạo để phát hiện tăng lên
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng mặc dù chip có thể phân biệt giữa các hình ảnh mơ hồ riêng biệt, chẳng hạn như giữa các chữ cái I và T, nhưng nó ít thành công hơn trong việc phân loại các hình ảnh rõ ràng của từng chữ cái. Khi lớp xử lý của con chip được thay thế kịp thời bằng một bộ xử lý “khử nhiễu” vượt trội, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng thiết bị đã nhận diện chính xác các bức ảnh.
Tuy nhiên, họ đã nhanh chóng thay thế lớp xử lý của chip bằng một bộ xử lý khử nhiễu lành nghề, và sau đó họ tạo ra đoạn clip phát hiện hình ảnh một cách chính xác.
Vì họ tin rằng có vô số ứng dụng cho các thiết bị này, các nhà nghiên cứu cũng có kế hoạch tăng sức mạnh xử lý và công suất cảm biến của chip.
Các nhà nghiên cứu tin rằng các ứng dụng là vô hạn và họ có ý định mở rộng khả năng cảm biến và xử lý của chip.
Tương lai của nó
Về công việc trong tương lai, các nhà nghiên cứu đặc biệt vui mừng về khả năng áp dụng kiến trúc này để tính toán cạnh các thiết bị như siêu máy tính hoặc điện toán dựa trên đám mây, sẽ mở ra một thế giới khả năng hoàn toàn mới.
Khi internet vạn vật phát triển, nhu cầu về các thiết bị điện toán cạnh đa chức năng sẽ tăng cao. Nhóm nghiên cứu tin rằng vì nó mang lại rất nhiều tính toán cạnh tính linh hoạt, thiết kế được đề xuất của nó có thể giúp thực hiện điều này.
IĐể phát hiện các hình ảnh phức tạp hơn hoặc được sử dụng trong việc theo dõi chăm sóc sức khỏe và da điện tử có thể đeo được, các nhà nghiên cứu cũng có kế hoạch nâng cao khả năng cảm biến và xử lý của chip.
Các nhà nghiên cứu nhận thấy thật hấp dẫn nếu người dùng có thể tự ghép con chip lại với nhau bằng cách sử dụng các cảm biến và lớp xử lý khác nhau có thể được bán riêng.
Tùy thuộc vào nhu cầu của họ về nhận dạng hình ảnh hoặc video, người dùng có thể chọn từ nhiều loại mạng thần kinh.
Kết luận
Nhóm nghiên cứu chỉ ra tính toán biên là một trong những cách sử dụng có thể. Jeehwan Kim, phó giáo sư kỹ thuật cơ khí tại MIT, dự đoán rằng nhu cầu về các thiết bị điện toán cạnh đa chức năng sẽ tăng lên đáng kể khi chúng ta bước vào kỷ nguyên của internet vạn vật dựa trên mạng cảm biến.
Trong tương lai, "thiết kế phần cứng được đề xuất của chúng tôi sẽ cho phép khả năng thích ứng to lớn của điện toán biên."
Tóm lại, con chip này thay đổi tương lai và chào đón nhiều ứng dụng AI hơn.
Bình luận