About / Advertise
Forskningsinstitutet Imec har tillverkat en AI-krets för temporal mönsterigenkänning i en tröskverksarkitektur som använder spikande neuroner. Den ska användas för kollisionsvarning på drönare som flyger omkring i lagerlokaler.
336 spikande neuronerKretsen är tillverkad i en 40 nm CMOS-process av TSMC. Det finns ingen exotisk strömsparteknik i själva processen – som near-threshold eller annat – hälsar Imec, utan kretsen arbetar i 1,1 volt. Kretsen definierar 336 stycken neuroner. Mer detaljer om kretsen kommer att finnas efter att forskarna publicerat en artikel om den. |
Kretsen ska enligt Imec ta ner reaktionstiden till en tiondel och energin till en hundradel jämfört med mer konventionella neuronnätskretsar.
Det första användningsområdet blir att analysera sensoravläsningar från mikrodopplerradar. En vanlig radar bestämmer positionen för ett objekt. Mikrodopplerradar används för att undersöka hur objektet i sig växlar form – vingar som slår, en kropp som vibrerar eller rotorblad som snurrar.
Varje typ av objekt – fågel, drönare, flygande tefat – ger sin egen karakteristiska avläsning från radarn som neuronnätet därefter idenfitierar.
Ursprungligen togs kretsen fram för att tolka elektrokardiogram och röst. Andra användningsområden är att analysera sonar, radar och lidar. Den gemensamma nämnaren är att identifieringen av objektet bygger på en sekvens av sensoravläsningar.
En poäng med tillämpningen autonoma drönare är att den har större krav på energisnålhet än autonoma fordon.
Den alltigenom digitala kretsen implementerar ett ”spiking recurrent artificial neural network” – ett spikande tröskande artificiellt neuronnät.
”Spikande” syftar på att kretsens artificiella neuroner skickar tåg av spikpulser mellan sig. Det gör även biologiska neuroner och därför kallas neuronnätskretsar som arbetar på detta vis för ”neuromorfa”.
Spikpulser skickas ut på neuronens utgång endast då det kommer nya mönster av spikpulser på neuronens ingångar. Det betyder att om sensoravläsningarna inte förändras, så kan neuronerna vila och därmed spara energi.
Neuronnätet tröskar sig igenom en sekvens av indata innan det ger ett svar. Tröskande nät används för fenomen vars karaktär är temporal. De tröskar sig igenom sekvenser av ljudsamplingar för att förvandla tal till text, exempelvis.
Imecs krets är rent digital. Det flyter alltså egentligen inga analoga spikpulser i den, utan bara vanliga digitala datavärden som anger pulsernas magnitud. Fördelen med detta är att beteendet hos kretsen går att simulera exakt på en klassisk dator.
Imec har involverat expertis från många discipliner i konstruktionen av kretsen, bland annat neuronnätsdesigners och -tränare, biomedicinare med inriktning mot radar och kretskonstruktörer med inriktning mot strömsnålhet.
