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未來(lái)手機(jī)可像樂(lè)高積木般搭建

   2022-06-15 科技日?qǐng)?bào)
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核心提示:科技日?qǐng)?bào)北京6月13日電(記者張夢(mèng)然)想象一個(gè)更可持續(xù)的未來(lái):你的手機(jī)、智能手表和其他可穿戴設(shè)備都不必

科技日?qǐng)?bào)北京6月13日電(記者張夢(mèng)然)想象一個(gè)更可持續(xù)的未來(lái):你的手機(jī)、智能手表和其他可穿戴設(shè)備都不必為了更新?lián)Q代而被擱置或丟棄。相反,它們可使用最新的傳感器和處理器進(jìn)行升級(jí),這些設(shè)備可安裝在內(nèi)部芯片上,如同樂(lè)高積木一樣整合。美國(guó)麻省理工學(xué)院工程師采用類似樂(lè)高的設(shè)計(jì),創(chuàng)建出一款可堆疊、可重新配置的人工智能(AI)芯片。這種芯片構(gòu)件可使設(shè)備保持最新?tīng)顟B(tài),同時(shí)減少電子浪費(fèi)。相關(guān)研究發(fā)表在《自然·電子學(xué)》上。

新設(shè)計(jì)使用光而不是物理線來(lái)通過(guò)芯片傳輸信息。因此,可根據(jù)需要添加任意數(shù)量的計(jì)算層和光、壓力甚至氣味傳感器。研究人員稱其為類似樂(lè)高的可重構(gòu)AI芯片,因?yàn)樗鶕?jù)層的組合具有無(wú)限的可擴(kuò)展性。

在新芯片設(shè)計(jì)中,研究人員將圖像傳感器與人工突觸陣列配對(duì),訓(xùn)練每個(gè)突觸陣列識(shí)別某些字母——在本例中為M、I和T,團(tuán)隊(duì)在每個(gè)傳感器和人工突觸陣列之間制造了一個(gè)光學(xué)系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)層之間的通信,而無(wú)需物理連接,因此能以想要的方式自由地堆疊和添加芯片。

光電探測(cè)器可以構(gòu)成接收數(shù)據(jù)的圖像傳感器,并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)较乱粚拥腖ED。當(dāng)信號(hào)(例如字母的圖像)到達(dá)圖像傳感器時(shí),會(huì)刺激另一層光電探測(cè)器以及人工突觸陣列,該陣列根據(jù)入射LED光的圖案和強(qiáng)度對(duì)信號(hào)進(jìn)行分類。

團(tuán)隊(duì)據(jù)此制造了一個(gè)芯片,堆疊了3個(gè)圖像識(shí)別“塊”,每個(gè)“塊”包括一個(gè)圖像傳感器、光通信層和人工突觸陣列,用于對(duì)3個(gè)字母M、I或T中的一個(gè)進(jìn)行分類。然后他們將隨機(jī)字母的像素化圖像照射到芯片并測(cè)量每個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)陣列響應(yīng)產(chǎn)生的電流。電流越大,意味著圖像確實(shí)是特定數(shù)組識(shí)別字母的可能性就越大。

這一設(shè)計(jì)展示了可堆疊性、可替換性以及將新功能插入芯片的能力。研究人員設(shè)想制作一個(gè)通用的芯片平臺(tái),每一層都可像視頻游戲一樣單獨(dú)出售;或制作不同類型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),比如圖像或語(yǔ)音識(shí)別,讓客戶選擇他們想要的,然后像樂(lè)高積木一樣添加到現(xiàn)有的芯片中。


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