سنسورهای هوشمندی که به لگو شباهت دارند!
دیجیتالر: پژوهشگران دانشگاه ˮام آی تیˮ، حسگرهایی مبتنی بر هوش مصنوعی ساخته اند که ساختار آنها به لگو شباهت دارد.
به گزارش دیجیتالر به نقل از ایسنا و به نقل از ام آی تی نیوز، آینده پایدارتری را تصور کنید که در آن مجبور نیستید تلفن های همراه، ساعات هوشمند و سایر دستگاه های پوشیدنی را کنار بگذارید یا دور بیاندازید تا مدلهای جدیدتری داشته باشید. در عوض، می توان آنها را با تازه ترین حسگرها و پردازنده هایی که روی تراشه داخلی دستگاه قرار می گیرند، ارتقا داد. این کار مانند بازی با قطعات لگو است. این تراشه قابل تنظیم مجدد می تواند دستگاهها را به روز نگه دارد و در عین حال، ضایعات الکترونیکی را کم کند.
مهندسان دانشگاه "ام آی تی"(MIT) با ارائه یک طراحی شبیه به لگو برای یک تراشه مبتنی بر هوش مصنوعی و قابل تنظیم مجدد، گامی به سمت تحقق این تصور برداشته اند.
این طرح شامل لایه های متناوبی از عناصر سنسور و پردازش کننده، همراه با چند LED است که به لایه های تراشه امکان می دهند تا از نظر نوری با هم ارتباط برقرار کنند. سایر طرح های ارائه شده در مورد تراشه های ماژولار، از سیم کشی معمولی برای رله کردن سیگنال ها بین لایه ها استفاده می نمایند. قطع کردن و سیم کشی مجدد چنین اتصالات پیچیده ای، اگر نا ممکن نباشد، دشوار است و موجب می شود چنین طرح هایی، قابل تنظیم مجدد نباشند.
طراحی پژوهشگران ام آی تی، بجای سیم های فیزیکی، از نور برای انتقال اطلاعات بوسیله تراشه استفاده می نماید. بنابراین، تراشه را می توان باردیگر با لایه هایی پیکربندی کرد که قابل تعویض هستند. بعنوان مثال، می توان به افزودن سنسورهای جدید یا پردازنده های به روزشده پرداخت.
"جیهون کانگ"(Jihoon Kang)، از پژوهشگران این پروژه اظهار داشت: شما می توانید هر تعداد لایه و سنسور محاسباتی را که می خواهید، اضافه کنید. ما این فناوری را یک تراشه شبیه به لگو می نامیم که مبتنی بر هوش مصنوعی و قابل تنظیم مجدد است و باتوجه به ترکیب لایه ها، قابلیت گسترش نامحدود دارد.
پژوهشگران مشتاق هستند تا این طرح را روی دستگاه های محاسباتی، سنسورهای خودکفا و سایر وسایل الکترونیکی اعمال کنند که مستقل از هر منبع مرکزی مانند سوپر کامپیوتر ها یا محاسبات مبتنی بر فضای ابری کار می کنند.
"جیوان کیم"(Jeehwan Kim)، استاد مهندسی مکانیک دانشگاه ام آی تی اظهار داشت: با ورود به عصر اینترنت اشیا که مبتنی بر شبکه های سنسور است، تقاضا برای دستگاه های محاسباتی چندکاره بطور شایان توجهی افزایش می یابد. معماری سخت افزاری پیشنهادی ما، تطبیق پذیری بالایی را در آینده فراهم می آورد.
طراحی این گروه پژوهشی هم اکنون برای انجام دادن وظایف اصلی تشخیص تصویر پیکربندی شده است و این کار را بوسیله لایه بندی سنسورهای تصویر، LED و پردازنده های تولید شده از سیناپس های مصنوعی انجام می دهد. سیناپس های مصنوعی، آرایه هایی متشکل از "ممریستورها"(memristors) هستند که پژوهشگران پیش تر توسعه داده بودند و به همراه یکدیگر بعنوان یک شبکه عصبی فیزیکی یا "مغز روی تراشه" عمل می کنند. هر آرایه را می توان برای پردازش و طبقه بندی سیگنال ها، بطور مستقیم و بدون نیاز به نرم افزار خارجی یا اتصال به اینترنت، روی یک تراشه به کار برد.
پژوهشگران در طراحی تراشه جدید خود، سنسورهای تصویر را با سیناپس های مصنوعی جفت کردند و هر کدام را برای تشخیص حروف خاصی آموزش دادند که در این مورد، حروف M، I و T بودند. بااینکه یکی از روش های مرسوم می تواند سیگنال های سنسور را بوسیله سیم های فیزیکی به پردازشگر منتقل کند اما پژوهشگران در عوض، یک سیستم نوری را میان هر سنسور و سیناپس مصنوعی قرار دادند تا ارتباط بین لایه ها بدون نیاز به اتصال فیزیکی امکان پذیر شود.
"هیونسوک کیم"(Hyunseok Kim)، از پژوهشگران این پروژه اظهار داشت: سایر تراشه ها بصورت فیزیکی و با بهره گیری از فلز سیم کشی می شوند که کار دشواری است و طراحی مجدد آنها را نیز دشوار می سازد. بدین سبب اگر می خواهید عملکرد جدیدی را به آن اضافه کنید، باید یک تراشه جدید بسازید. ما اتصال سیم فیزیکی را با یک سیستم ارتباطی نوری جایگزین کردیم که به ما امکان می دهد تا تراشه ها را به روشی که می خواهیم، روی هم قرار دهیم و به سیستم اضافه نماییم.
سیستم ارتباط نوری این گروه پژوهشی، متشکل از ردیاب های نوری و LED جفتی است که هر کدام با پیکسل های ریز طرح ریزی شده اند. هنگامی که یک سیگنال مانند تصویری از یک حرف به سنسور تصویر می رسد، الگوی نور، پیکربندی خاصی از پیکسل ها را رمزگذاری می کند. این کار، لایه دیگری از آشکارسازهای نوری را به همراه یک سیناپس مصنوعی تحریک می کند و به طبقه بندی سیگنال بر طبق الگو و قدرت نور LED ورودی می پردازد.
پژوهشگران دریافتند که تراشه، تصاویر واضح مربوط به هر حرف را به درستی طبقه بندی می کند اما کمتر قادر به تشخیص تصاویر تار است. با این وجود، پژوهشگران توانستند لایه پردازش تراشه را به سرعت تعویض کنند. بعد از این کار، تراشه توانست تصاویر را به دقت شناسایی کند.
"مین کیو سونگ"(Min-Kyu Song)، از پژوهشگران این پروژه اظهار داشت: ما قابلیت انباشتگی، تعویض و توانایی درج یک عملکرد جدید در تراشه را نشان دادیم.
پژوهشگران قصد دارند قابلیت های حسی و پردازشی بیشتری را به تراشه اضافه کنند و کاربردهای آنرا بی حد و حصر می دانند. "چانیول چوی"(Chanyeol Choi)، پژوهشگر ارشد این پروژه اظهار داشت: ما می توانیم لایه هایی را به دوربین تلفن همراه اضافه نماییم تا بتواند تصاویر پیچیده تری را تشخیص دهد یا آنها را به ردیاب های سلامتی تبدیل نماییم که می توانند در پوست الکترونیکی پوشیدنی تعبیه شوند.
وی ادامه داد: ایده دیگر ما، برای تراشه های ماژولار است که در قطعات الکترونیکی تعبیه می شوند و مصرف کنندگان می توانند انتخاب کنند تا آنها با تازه ترین حسگرها و پردازنده ها ساخته شوند.
جیوان کیم اظهار داشت: ما می توانیم یک پلت فرم عمومی تراشه را بسازیم و سپس، هر لایه بطور جداگانه مانند یک بازی ویدیویی فروخته شود. ما می توانیم انواع مختلفی از شبکه های عصبی مانند تشخیص تصویر یا صدا را بسازیم و به مصرف کننده امکان دهیم تا آنچه را که می خواهد انتخاب نماید و آنرا مانند لگو به یک تراشه اضافه کند.
این پژوهش، در مجله "Nature Electronics" به چاپ رسید.
منبع: دیجیتالر
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب