Az MIT mérnökei egy lépést tettek a moduláris elrendezés felé: kialakítottak egy olyan, LEGO-szerű dizájnt, amely egy rétegezhető, újrakonfigurálható mesterséges intelligencia chipet tartalmaz. A kialakítás váltakozó érzékelő és feldolgozó elemekből áll. A chip rétegei között fénykibocsátó diódák teszik lehetővé a kommunikációt. Tehát itt optikai kommunikációról van szó, míg más moduláris chip-konstrukciók hagyományos vezetékeket alkalmaznak a rétegek közötti jelek átviteléhez. Az ilyen bonyolult csatlakozásokat nehéz, sőt sokszor lehetetlen elválasztani és újrahuzalozni, így az ilyen egymásra rakható kialakításokat nem lehet újrakonfigurálni.
Mivel az MIT chip design-ja fényt használ az információk továbbítására a chipen belül, ezért a chip újrakonfigurálható olyan rétegekkel, amelyek kicserélhetők, illetve újak helyezhetők be. Ilyenek lehetnek például új érzékelők vagy processzorok.
Jihoon Kang, az MIT fejlesztője szerint kívánság szerinti számításokat végző, vagy érzékelő (fény, nyomás, szag stb.) szenzorokat lehet a chipbe bevinni, azzal végső soron LEGO-szerűen újrakonfigurálni. Véleménye szerint a chip a rétegek kombinációjától függően korlátlan bővíthetőséggel rendelkezik.
A kutatók alig várják, hogy a tervezést peremhálózati számítástechnikai eszközökre alkalmazzák – önellátó érzékelőkre és más elektronikára, amelyek minden központi vagy elosztott erőforrástól, például szuperszámítógépektől vagy felhőalapú számítástechnikától függetlenül működnek.
A chip a most bemutatott formájában úgy van konfigurálva, hogy elvégezzen egyes alapvető képfelismerő feladatokat. Ezt mesterséges szinapszisokból – memristorokból – készített képérzékelők, LED-ek és processzorok rétegezésével teszi, amelyek együttesen fizikai neurális hálózatként vagy „brain-on-a-chip”-ként működnek. Minden tömb betanítható arra, hogy közvetlenül a chipen dolgozza fel és értékelje a jeleket, anélkül, hogy külső szoftverre vagy internetkapcsolatra lenne szükség.
A team eddig egyetlen chipet gyártott, amelynek számítási magja körülbelül 4 négyzetmilliméter. A chip három képfelismerő blokkot tartalmaz, amelyek mindegyike egy képérzékelőből, optikai kommunikációs rétegből és mesterséges szinapszis tömbből áll, amelyek három betű egyikét osztályozzák (M, I vagy T). Ezután véletlenszerű betűk pixeles képét ragyogtatták a chipre, és megmérték azt az elektromos áramot, amelyet az egyes neurális hálózati tömbök válaszul hoztak létre. (Minél nagyobb az áram, annál nagyobb az esélye annak, hogy a kép valóban az a betű, amelyre az adott tömb betanították.)
Az optikai kommunikációs rendszer párba állított fotodetektorokból és LED-ekből áll, amelyek mindegyike apró pixeleket tartalmaz. A fotodetektorok egy képérzékelőt alkotnak az adatok fogadására, a LED-eket pedig az adatok következő rétegbe történő továbbítására. Ahogy a jel (például egy betű képe) eléri a képérzékelőt, a kép fénymintája a LED pixelek egy bizonyos konfigurációját kódolja, ami viszont egy másik fotodetektorréteget stimulál, valamint egy mesterséges szinapszis-tömböt, amely a jelet a bejövő LED-fény mintázata és erőssége alapján osztályozza.
A tervezői csoport megállapította, hogy a chip helyesen osztályozta az egyes betűk tiszta képeit, de kevésbé volt képes megkülönböztetni az elmosódott képeket, például I és T között. A kutatók azonban gyorsan ki tudták cserélni a chip feldolgozási rétegét egy jobb zajtűrésű processzorra, és a chip ezután pontosan azonosította a képeket. Ezzel bemutatták az eszköz stackelhetőségét, cserélhetőségét és azt a képességet, hogy új funkciót illesszenek be a chipbe.
A kutatást a dél-koreai Kereskedelmi, Ipari és Energiaügyi Minisztérium (MOTIE); a Koreai Tudományos és Technológiai Intézet (KIST); és a Samsung globális kutatási tájékoztató programja támogatta.
Forrás: news.mit.edu
