Vaihtoehto miljoonille koodiriveille

Kun auton tietojärjestelmä saattaa koostua sadasta miljoonasta koodirivistä, joka ajoneuvon käyttäjälle ilmenee nalkuttavana kakkoskuskina niin olisiko aika paneutua varsinaiseen ohjaus- ja automaatiotekniikkaan koodirivien kasvattamisen sijaan. Moinen koodirivimäärä on jo tietoturvariski.

Michiganin yliopiston tutkijat ovat osoittaneet, että aivoja muistuttava tietotekniikka ohjaa robottia 0,25 %:lla perinteisten ohjaimien tarvitsemasta käyttötehosta.

Eli analoginen laskenta tekee paluun laitteistolla, joka käsittelee ja tallentaa informaatiota samaan paikkaan ja samalla tavalla kuin biologiset neuronit

Pienempi, kevyempi ja energiatehokkaampi tietotekniikka voisi auttaa säästämään painoa ja käyttötehoa autonomisissa droneissa ja rovereissa ja miksei myös autoissa.

Tutkijoiden ohjainta käyttävä rullaava robotti pystyi jahtaamaan käytävää pitkin siksakkaavaa kohdetta samalla nopeudella ja tarkkuudella kuin perinteisellä digitaalisella ohjaimella toimiva robotti.

"Tämä työ esittelee uraauurtavan nanoelektronisen laitteen, joka on suunniteltu mullistamaan laitteistoalustoja, jotka voivat laskea tehokkaasti neuroverkkoarkkitehtuurilla", sanoi Xiaogan Liang, UM:n konetekniikan professori ja tutkimuksen vastaava kirjoittaja.

"Nämä energia- ja resurssitehokkaat alustat tasoittavat tietä robottijärjestelmien ja ajoneuvojen miniatyrisoinnin edistämiselle."

Korkea hyötysuhde ja miniatyrisointi ovat erityisen tärkeitä sovelluksissa, kuten droneissa ja avaruuskulkijoissa, joissa sekä paino että energia ovat ensiarvoisia seikkoja. Kuitenkin myös perinteiset autonomiset ajoneuvot voisivat hyötyä tekniikasta.

Analoginen laskenta, joka on hylätty digitaalisen alhaisemman virrankulutuksen ja suuremman tarkkuuden vuoksi, saattaa vaikuttaa epätodennäköiseltä sankarilta – mutta suhteellisen uusi piirielementti muuttaa peliä.

Tutkijoiden työn perustana olivat memristorit jotka voivat unohtaa aikaisemmat signaalit ajan myötä ja palata alkuperäiseen resistanssiinsa, mikä muistuttaa neurosolujen rentoutumista.

Koska memristoriverkot toimivat jo paljon neuroverkkojen tavoin, ne laskevat keinotekoisia neuroverkkoja paljon tehokkaammin kuin perinteiset transistoripohjaiset tietokoneet. Lisäksi analogisten antureiden ja toimilaitteiden osalta käsittelyn pitäminen analogisena säästää energiakustannuksia, jotka aiheutuvat signaalien muuntamisesta analogisen ja digitaalisen välillä.

"Meidän kehittämien kaltaisten laitteiden avulla robotit voivat käyttäytyä intuitiivisesti ihmisten tavoin, jolloin voit koskettaa erittäin kuumaa vettä ja vetää heti kätesi takaisinpäin. Ohjausvaste voi olla vähemmän tarkka, mutta se voi olla erittäin nopea", sanoi tohtori Mingze Chen.

"Reunalaskenta tarkoittaa, että tietojen ei tarvitse kulkea datakeskukseen käsittelyä varten, vaan kuten kätemme ja käsivartemme hermot ja lihakset voivat reagoida lähettämättä tietoa aivoihimme. Reunalaskenta voi olla nopeampaa ja toimia pienemmällä virrankulutuksella, koska se ei käytä aikaa ja energiaa datan siirtämiseen."

Aiheesta aiemmin:

Tekoälyä monisensorisella integroidulla neuronilla

Nopeaa tekoälylaskentaa vähällä energian käytöllä

Transistorista memristoriin: kytkentäteknologiaa tulevaisuutta varten

Elektroniset neuronit ja synapsit yhteistoimintaan