thuha19051234
Pearl
Hãy tưởng tượng đến lúc nào đó phải loại bỏ điện thoại di động, đồng hồ thông minh và các thiết bị đeo khác để chuyển sang một công nghệ mới hơn? Nghe có vẻ lạ lùng nhưng các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) vừa tìm ra 1 điều gì đó tương tự. Những thiết bị điện tử như vậy đã được chế tạo, cho phép nâng cấp với các cảm biến và bộ xử lý mới nhất, có thể gắn vào chip bên trong của thiết bị - như những viên gạch LEGO.
Phần mềm chip có thể cấu hình lại để giữ cho các thiết bị được cập nhật trong khi giảm thiểu rác thải điện tử. Nhóm nghiên cứu nói rằng, các chip thông thường có kết nối có dây cứng không thể cấu hình lại được, nghĩa là chức năng của hệ thống là cố định. Trong môi trường internet vạn vật (IoT), ngày càng có nhiều sự quan tâm đến tính đa chức năng và khả năng cấu hình linh hoạt, kết hợp với các mạng cảm biến. Do vậy, MIT đã hình dung ra ý tưởng về những con chip có thể xếp chồng lên nhau giống như LEGO mà không cần kết nối có dây cứng.
Thay vì dây vật lý, thiết kế MIT sử dụng ánh sáng để truyền thông tin qua chip. Các lớp này có thể hoán đổi hoặc xếp chồng lên nhau để thêm cảm biến mới hoặc bộ xử lý cập nhật. Bạn có thể thêm bao nhiêu lớp điện toán và cảm biến tùy thích, chẳng hạn như ánh sáng, áp suất và thậm chí cả mùi. Nhóm nghiên cứu gọi đây là chip AI có thể cấu hình lại giống LEGO, vì nó có khả năng mở rộng không giới hạn tùy thuộc vào sự kết hợp của các lớp.
Vì việc truyền dữ liệu được thực hiện bằng ánh sáng trong không gian trống, nên các chip không có dây cứng, chúng có thể dễ dàng thay thế bằng chip khác cùng chức năng mới.
Mảng có thể được đào tạo để xử lý và phân loại tín hiệu trực tiếp trên chip, không sử dụng phần mềm bên ngoài hoặc các kết nối Internet. Cảm biến hình ảnh được ghép nối với các mảng khớp thần kinh nhân tạo - đã được huấn luyện để nhận dạng các chữ cái M, I và T. Nếu theo cách tiếp cận thông thường, tín hiệu của cảm biến sẽ được chuyển tiếp đến bộ xử lý thông qua dây vật lý. Tại bộ phận này, nhóm đã chế tạo một hệ thống quang học giữa mỗi cảm biến và mảng khớp thần kinh nhân tạo để cho phép giao tiếp giữa các lớp mà không cần kết nối vật lý. Các chip khác được nối dây vật lý thông qua kim loại, điều này khiến chúng khó quấn lại và thiết kế lại, vì vậy bạn cần phải tạo một chip mới nếu muốn thêm bất kỳ chức năng mới nào.
Một con chip duy nhất đã được chế tạo với lõi máy tính có kích thước khoảng 4 mm vuông. Con chip này được xếp chồng lên nhau với ba "khối" nhận dạng hình ảnh, mỗi "khối" bao gồm cảm biến hình ảnh, lớp giao tiếp quang học và mảng khớp thần kinh nhân tạo để phân loại một trong ba chữ cái, M, I hoặc T. Sau đó, họ chiếu một hình ảnh màu sắc của các chữ cái ngẫu nhiên lên con chip và đo cường độ dòng điện mà mỗi mảng mạng nơ-ron tạo ra để đáp ứng.
Kết quả rất khả quan, con chip đã phân loại chính xác hình ảnh rõ ràng của từng chữ cái. Nó tỏ ra yếu hơn trong khả năng phân biệt giữa các hình ảnh mờ hơn, nhưng các nhà nghiên cứu có thể hoán đổi lớp xử lý của chip rồi lấy một lớp tốt hơn để nhận dạng tốt hơn các hình ảnh.
Cho đến hiện tại, họ đã nhận thấy chức năng nhận dạng và biểu thị chữ cái từ đầu vào ánh sáng như một minh chứng về khái niệm. Khả năng cấu hình lại của hệ thống cũng cho phép thay đổi lớp cảm biến hình ảnh thành các lớp khác nhau. Bằng cách đó, mục đích triển khai hệ thống của nhóm nghiên cứu là xử lý các đầu vào cảm giác khác, chẳng hạn như xúc giác, thính giác và các tín hiệu y sinh khác.
Jeehwan Kim, phó giáo sư kỹ thuật cơ khí tại MIT, nói rằng một nền tảng chip chung có thể được tạo ra và mỗi lớp có thể được bán riêng như một trò chơi điện tử. Các nhà nghiên cứu cũng nói rằng họ có thể tạo ra các loại mạng nơ-ron khác nhau, như nhận dạng hình ảnh hoặc giọng nói và cho phép khách hàng chọn thứ họ muốn và thêm vào một con chip hiện có như LEGO. Mặc dù việc tạo ra các sản phẩm thương mại sẽ là một câu chuyện khác và là chuyện của tương lai, nhưng nhóm nghiên cứu hy vọng trong khoảng 5 năm tới, có thể thấy những con chip AI cấu trúc Lego ấn tượng như vậy.
>>> Huawei tham gia máy tính lượng tử.
Nguồn interesting
Phần mềm chip có thể cấu hình lại để giữ cho các thiết bị được cập nhật trong khi giảm thiểu rác thải điện tử. Nhóm nghiên cứu nói rằng, các chip thông thường có kết nối có dây cứng không thể cấu hình lại được, nghĩa là chức năng của hệ thống là cố định. Trong môi trường internet vạn vật (IoT), ngày càng có nhiều sự quan tâm đến tính đa chức năng và khả năng cấu hình linh hoạt, kết hợp với các mạng cảm biến. Do vậy, MIT đã hình dung ra ý tưởng về những con chip có thể xếp chồng lên nhau giống như LEGO mà không cần kết nối có dây cứng.
Thiết kế độc đáo giống Lego có thể tái cấu hình và nâng cấp
Con chip này có thiết kế bao gồm các lớp phần tử cảm biến và xử lý xen kẽ, cùng các diode phát quang (LED), cho phép các lớp của chip giao tiếp quang học. Hiện nay hầu hết các thiết kế chip mô-đun khác thường sử dụng hệ thống dây thông thường để chuyển tiếp tín hiệu giữa các lớp. Các cấu trúc phức tạp như vậy không thể cắt rời và cuộn lại, do đó làm cho nó có thể xếp chồng lên nhau không thể cấu hình lại.Thay vì dây vật lý, thiết kế MIT sử dụng ánh sáng để truyền thông tin qua chip. Các lớp này có thể hoán đổi hoặc xếp chồng lên nhau để thêm cảm biến mới hoặc bộ xử lý cập nhật. Bạn có thể thêm bao nhiêu lớp điện toán và cảm biến tùy thích, chẳng hạn như ánh sáng, áp suất và thậm chí cả mùi. Nhóm nghiên cứu gọi đây là chip AI có thể cấu hình lại giống LEGO, vì nó có khả năng mở rộng không giới hạn tùy thuộc vào sự kết hợp của các lớp.
Giao tiếp qua một hệ thống quang học
Hiện tại, thiết bị này được định cấu hình để thực hiện các tác vụ nhận dạng hình ảnh cơ bản, được thực hiện thông qua một lớp cảm biến hình ảnh, đèn LED và bộ xử lý được tạo ra từ các khớp thần kinh nhân tạo - mảng điện trở bộ nhớ, hoặc "bộ nhớ" mà nhóm đã phát triển trước đó, cùng hoạt động như một mạng nơ-ron vật lý, hay "bộ não trên một con chip".Mảng có thể được đào tạo để xử lý và phân loại tín hiệu trực tiếp trên chip, không sử dụng phần mềm bên ngoài hoặc các kết nối Internet. Cảm biến hình ảnh được ghép nối với các mảng khớp thần kinh nhân tạo - đã được huấn luyện để nhận dạng các chữ cái M, I và T. Nếu theo cách tiếp cận thông thường, tín hiệu của cảm biến sẽ được chuyển tiếp đến bộ xử lý thông qua dây vật lý. Tại bộ phận này, nhóm đã chế tạo một hệ thống quang học giữa mỗi cảm biến và mảng khớp thần kinh nhân tạo để cho phép giao tiếp giữa các lớp mà không cần kết nối vật lý. Các chip khác được nối dây vật lý thông qua kim loại, điều này khiến chúng khó quấn lại và thiết kế lại, vì vậy bạn cần phải tạo một chip mới nếu muốn thêm bất kỳ chức năng mới nào.
Cơ chế hoạt động
Hệ thống liên lạc quang học của nhóm nghiên cứu bao gồm các bộ tách sóng quang được ghép nối và đèn LED được tạo hình với các pixel nhỏ. Các bộ tách sóng quang có bộ cảm biến hình ảnh để nhận dữ liệu và đèn LED truyền dữ liệu đó đến lớp tiếp theo. Bởi vì các thành phần này phải hoạt động giống như một chip AI có thể cấu hình lại giống như LEGO nên chúng phải tương thích. Chip cảm giác ở phía dưới nhận tín hiệu từ môi trường bên ngoài và gửi thông tin đến chip tiếp theo phía trên bằng tín hiệu ánh sáng. Chip tiếp theo, là một lớp xử lý, nhận thông tin ánh sáng và sau đó xử lý chức năng đã được lập trình sẵn như vậy. Những người sáng tạo cho biết việc truyền dữ liệu dựa trên ánh sáng tiếp tục đến các chip khác ở trên, do đó thực hiện các tác vụ đa chức năng.
Kết quả rất khả quan, con chip đã phân loại chính xác hình ảnh rõ ràng của từng chữ cái. Nó tỏ ra yếu hơn trong khả năng phân biệt giữa các hình ảnh mờ hơn, nhưng các nhà nghiên cứu có thể hoán đổi lớp xử lý của chip rồi lấy một lớp tốt hơn để nhận dạng tốt hơn các hình ảnh.
"Mỗi lớp có thể được bán riêng như một trò chơi điện tử"
Thách thức lớn nhất của các nhà nghiên cứu là nhận ra khả năng truyền dữ liệu dựa trên ánh sáng đáng tin cậy giữa các chip. Họ nói rằng đã tạo ra một kiến trúc thiết bị độc đáo bao gồm các lỗ thông qua các tấm silicon, hoạt động như một con đường dẫn truyền thông tin hiệu quả dựa trên ánh sáng mà không có sự trao đổi chéo giữa các pixel lân cận.Cho đến hiện tại, họ đã nhận thấy chức năng nhận dạng và biểu thị chữ cái từ đầu vào ánh sáng như một minh chứng về khái niệm. Khả năng cấu hình lại của hệ thống cũng cho phép thay đổi lớp cảm biến hình ảnh thành các lớp khác nhau. Bằng cách đó, mục đích triển khai hệ thống của nhóm nghiên cứu là xử lý các đầu vào cảm giác khác, chẳng hạn như xúc giác, thính giác và các tín hiệu y sinh khác.
Jeehwan Kim, phó giáo sư kỹ thuật cơ khí tại MIT, nói rằng một nền tảng chip chung có thể được tạo ra và mỗi lớp có thể được bán riêng như một trò chơi điện tử. Các nhà nghiên cứu cũng nói rằng họ có thể tạo ra các loại mạng nơ-ron khác nhau, như nhận dạng hình ảnh hoặc giọng nói và cho phép khách hàng chọn thứ họ muốn và thêm vào một con chip hiện có như LEGO. Mặc dù việc tạo ra các sản phẩm thương mại sẽ là một câu chuyện khác và là chuyện của tương lai, nhưng nhóm nghiên cứu hy vọng trong khoảng 5 năm tới, có thể thấy những con chip AI cấu trúc Lego ấn tượng như vậy.
>>> Huawei tham gia máy tính lượng tử.
Nguồn interesting
