تراشه Microwave Brain دانشگاه کورنل؛ سریع‌تر و هوشمندتر از پردازنده‌های سنتی

تراشه Microwave Brain دانشگاه کورنل هم‌زمان پردازش هوش مصنوعی و ارتباط بی‌سیم را در اندازه‌ای کوچک و مصرف انرژی کم ممکن کرده است.

به گزارش تک‌ناک، پژوهشگران دانشگاه کورنل موفق شدند تراشه‌ای با نام Microwave Brain را بسازند که می‌تواند هم‌زمان مانند هوش مصنوعی پردازش و مانند رادیو ارتباط برقرار کند؛ آن هم با سرعتی در حد گیگاهرتز. این دستاورد مرزهای فناوری پردازش و ارتباط را درهم می‌شکند و نویدبخش نسلی جدید از سخت‌افزارهای هوشمند است.

تراشه سیلیکونی یادشده در آزمایشگاهی آرام در دانشگاه کورنل توسعه یافته است و برخلاف پردازنده‌های سنتی که به کلاک و پردازش مرحله‌ای وابسته هستند، از پالس‌های کنترل‌شده انرژی مایکروویو به‌جای نورون‌های بیولوژیکی استفاده می‌کند. همین نوآوری امکان پردازش جریان‌های داده فوق‌سریع و برقراری ارتباط بی‌سیم را در ابعادی کوچک (به‌اندازه ساعت هوشمند) با مصرف توان تنها ۲۰۰ میلی‌وات فراهم کرده است. این میزان کسری از مصرف توان شبکه‌های عصبی دیجیتال مشابه به شمار می‌رود.

تامزهاردور می‌نویسد که راز عملکرد این فناوری، کنارگذاشتن روش باینری و حرکت گام‌به‌گام است. داده‌ها در این تراشه ازطریق موج‌برهای مایکروویوی تنظیم‌شدنی منتقل می‌شوند که به آن‌ها اجازه می‌دهد تا الگوها را در لحظه و با سرعت ده‌ها گیگاهرتز شناسایی کنند، بدون ایجاد گلوگاه پردازشی. هر موج‌بر مانند «نورون فیزیکی» عمل می‌کند و ویژگی‌های داده را ازطریق تغییر دامنه و فاز و فرکانس سیگنال شکل می‌دهد. این پردازش آنالوگ همان استخراج و تبدیل ویژگی‌هایی را انجام می‌دهد که شبکه‌های دیجیتال به لایه‌های متعدد نرم‌افزاری نیاز دارند.

طراحی تراشه Microwave Brain دانشگاه کورنل ساختار هوش مصنوعی را به‌طور مستقیم در سخت‌افزار پیاده‌سازی می‌کند و پردازش داده‌ها را با استفاده از رفتار طبیعی امواج مایکروویو انجام می‌دهد. قطعات کوچک تنظیم‌شدنی مسیرهای داخلی تراشه را در لحظه تغییر می‌دهند تا امکان جابه‌جایی بین وظایف مختلف هوش مصنوعی بدون نیاز به آموزش مجدد فراهم شود.

در آزمایش‌ها، این تراشه توانست سیگنال‌های بی‌سیم را با دقتی بیش از ۸۸ درصد دسته‌بندی کند که هم‌تراز مدل‌های دیجیتال بسیار بزرگ‌تر است. علاوه‌بر این، عملکرد آن در وظایف ساده و پیچیده بدون افت دقت باقی ماند و به مدارهای اضافی یا اصلاح خطا نیازی نداشت.

به‌دلیل حساسیت ذاتی به تغییرات سیگنال، کاربردهای این فناوری فراتر از پردازش هوش مصنوعی است و می‌تواند در ردیابی ناهنجاری‌های ترافیک بی‌سیم و رهگیری اهداف راداری و رمزگشایی کانال‌های شلوغ رادیویی به کار گرفته شود. تیم سازنده پیش‌بینی می‌کند که با بهبود بیشتر، تراشه Microwave Brain دانشگاه کورنل بتواند در دستگاه‌های شخصی تعبیه شود و مدل‌های هوش مصنوعی را به‌صورت محلی و بدون نیاز به اتصال به سرورهای ابری اجرا کند.

تراشه Microwave Brain فعلاً در مرحله نمونه اولیه قرار دارد؛ اما با پشتیبانی DARPA و National Science Foundation، تلاش‌ها برای مقیاس‌پذیری و ادغام آن با سیستم‌های مایکروویو و دیجیتال موجود ادامه دارد. درصورت موفقیت، ممکن است در آینده‌ای نه‌چندان دور پردازنده گوشی شما همان آنتن آن باشد و ساعت هوشمندتان بدون اتصال به هیچ سروری فکر کند.