Modulárny optický čip umožní stohovateľné a vymeniteľné funkcie
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 23. 6. 2022
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Inžinieri z MIT vyvinuli modulárny počítačový čip s komponentmi, ktoré môžu komunikovať pomocou zábleskov svetla. To by mohlo umožniť vyrábať elektroniku, ktorá sa dá ľahko aktualizovať novými senzormi alebo procesormi namiesto výmeny celého čipu.
Trh s elektronikou sa dostal do bodu, keď mnohí spotrebitelia každý rok vymenia smartfón za novší, štýlovejší a o niečo lepší model. Aktualizácia jednotlivých častí nie je v prípade mnohých zariadení možná, pretože si vyžaduje výmenu celého zariadenia. To nie je práve najzodpovednejší prístup k elektronike z hľadiska ochrany životného prostredia.
Modularita by mohla byť veľmi užitočná, pretože by používateľom umožnila vymeniť nové alebo vylepšené funkcie, napríklad väčšie batérie alebo modernizované fotoaparáty. V rámci novej štúdie preto tím MIT demonštroval tento prístup v rámci jediného počítačového čipu.
Modulárny čip z MIT sa skladá z viacvrstvových komponentov, ako sú umelá inteligencia, procesory a senzory, ktoré sa dajú ukladať na seba alebo vymieňať a vytvoriť tak čip, ktorý bude podľa potreby vykonávať špecifické funkcie, alebo sa bude dať vylepšovať, keď budú k dispozícii nové technológie.
„Môžete pridať ľubovoľný počet výpočtových vrstiev a senzorov, napríklad pre svetlo, tlak a dokonca aj čuch,“ hovorí Jihoon Kang, autor štúdie. „Nazývame to rekonfigurovateľný čip umelej inteligencie, ktorý je podobný stavebnici LEGO, pretože má neobmedzenú rozšíriteľnosť v závislosti od kombinácie vrstiev.“
No možno najpôsobivejšie je to, ako vrstvy tohto čipu navzájom spolupracujú. Modulárna elektronika sa stretáva s problémom, ako zabezpečiť, aby nové a staré komponenty medzi sebou rýchlo a jednoducho komunikovali. Čip z MIT však na prenos informácií medzi jednotlivými vrstvami využíva záblesky svetla.
Tím vybavil každý vrstvený komponent čipu LED diódami a fotodetektormi, ktoré sú v jednej línii s komponentmi nasledujúceho komponentu. Keď jedna časť potrebuje komunikovať s druhou, bliká svojimi LED pixelmi v určitom vzore, ktorý kóduje údaje, ktoré môžu fotodetektory prijímajúcej vrstvy interpretovať.
Na demonštráciu tohto návrhu tím vytvoril čip s plochou 4 mm2, ktorý pozostáva z troch výpočtových vrstiev. Každá vrstva obsahovala obrazový snímač, optický komunikačný systém a sústavu umelých synáps, ktorá bola navrhnutá tak, aby rozpoznávala konkrétne písmeno: M, I alebo T.
Na otestovanie technológie výskumníci vystavili čip pixelovým obrázkom náhodných písmen a potom merali silu elektrického prúdu, ktorý každá sústava vytvorila ako odpoveď. Čím silnejší bol prúd, tým lepšie sústava rozpoznala písmeno.
Týmto postupom tím zistil, že čip dokázal veľmi dobre klasifikovať obrázky písmen, na ktoré bol vycvičený, ak boli obrázky jasné, ale menej, keď boli rozmazané. Aby inžinieri demonštrovali modulárnosť čipu, vložili do neho „odšumovací“ procesor, ktorý si lepšie poradil s rozmazanými snímkami, a rozpoznávanie písmen sa tak zlepšilo.
Tím plánuje túto technológiu aplikovať na „okrajové výpočtové zariadenia“, čo sú malé špecializované senzory pre internet vecí. Výskum bol nedávno uverejnený v časopise Nature Electronics.
