Koska tekoälystä on tullut yhä kehittyneempää, se on innostanut uusiin ponnistuksiin kehittää tietokoneita, joiden fyysinen arkkitehtuuri jäljittelee ihmisen aivoja. Yksi innovatiivinen ratkaisu on hyödyntää MEMS-kojeiden mekaanista liikettä tekoälylaskentaan.
Säiliötietotekniikaksi (reservoir computing) on lähestymistapa, joka mahdollistaa piiriteknisten laitteiden saavuttaa kehittymässä olevan tekoälyn edellyttämän korkeamman asteisen laskennan. Yksi uusi laite korostaa erittäin pienten mekaanisten järjestelmien mahdollisuuksia näiden laskelmien saavuttamiseksi.
Tutkijoiden ryhmä Kanadan Quebecin Université de Sherbrookesta kertoo mikroelektromekaanisen järjestelmän (MEMS) avulla rakennetun ensimmäisen säiliötietokoneen rakentamisesta. Tutkijoiden koostama neuroverkko hyödyntää mikrosirun piipalkin epälineaarista dynamiikkaa laskelmien suorittamiseen. Ryhmän töiden tarkoituksena on luoda laitteita, jotka voivat toimia samanaikaisesti anturina ja tietokoneena käyttäen murto-osaa tavanomaisen tietokoneen energian tarpeesta.
- Tällaisia laskelmia tehdään yleensä vain ohjelmistossa ja tietokoneet voivat olla tehottomia. Monet nykyantureista on rakennettu MEMS:n oheen, joten kehittämämme tyyppiset laitteet ovat ihanteellinen tekniikka ja voivat hämärtää antureiden ja tietokoneiden välistä rajaa, sanoo tutkija Guillaume Dion.
Laite perustuu epälineaariseen dynamiikkaan eli siihen, miten ohut piipalkki värähtelee tilassa. Tämän värähtelyn tuloksia käytetään rakentamaan virtuaalinen neuroverkko, joka syöttää sisääntulosignaalin korkeampaan ulottuvuuteen, jota tarvitaan neuroverkkolaskennassa.
Demotilanteissa järjestelmä kykeni vaihtamaan keskenään erilaisten vertailutehtävien kesken suhteellisen helposti. Giullaume Dionin mjukaan esimerkiksi luokiteltaessa puheääniä ja käsittelemällä binäärikuviota vastaavasti tarkkuuksilla 78,2 prosenttia ja 99,9 prosenttia.
- Tämä pieni piipalkki voi tehdä hyvin erilaisia tehtäviä. Se on yllättävän helppo säätää toimimaan sanojen tunnistamisessa, sanoo toinen kirjoittaja Julien Sylvestre.
Sylvestre kertoo, että hän ja kollegansa haluavat tutkia yhä monimutkaisempia laskutoimituksia piipalkkilaitteella, toiveinaan kehittää pieniä ja energiatehokkaita antureita ja robottiohjaimia.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 19.10.2018
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
Moni uusi sähköauton omistaja kokee toimintasädeahdistusta. Tätä ongelmaa autonvalmistajat voivat helpottaa siirtymällä piipohjaista IGBT-piireissä piikarbidiopohjaisiin siruihin. auton vetoinvertterissä.
