Duke Engineering innoverer på genanvendelig, trykt AI-hardware
Udgivelsesdato:Duke Engineering lancerede Beyond the Horizon-initiativet for at give tværfaglige teams betydelige investeringer til at begynde at forfølge ekstremt højrisikoprojekter med høj belønning, der har potentialet for dyb, transformativ samfundsmæssig påvirkning. Seks forslag blev udvalgt til en indledende finansieringsrunde, som vil spille en nøglerolle i udformningen af Duke Engineerings fremtidige forsknings- og undervisningsprofil. Hvert stykke tilgodeser skolens unikke styrker og rummer løftet om at være med til at definere fremtiden for deres respektive felter.
På dette tidspunkt i historien, hvilket emne genererer mere buzz end AI? Dets muligheder - og dets mulige konsekvenser for privatlivets fred, lighed og arbejdskraft - er dukket op i forskningshorisonten som en sløret ny verden. Mens drivkraften til at udforske kunstig intelligens og udvikle ansvarlige applikationer er stor, er den computerkraft, der kræves for at understøtte den udviklende teknologi, absolut enorm.
Traditionelle fabrikationsanlæg bruger meget energi og vand, og de producerer et væld af elektronisk affald. Det forbrugsniveau, sagde Adjunkt i elektro- og computerteknik (ECE) Tania Roy, er uholdbar.
“Lige nu er kredsløb så energikrævende, at vi normalt skal tilgå fjernservere, som ligner kraftværker. De skal også køles som kraftværker,” sagde Roy, der udvikler nye typer halvlederenheder til AI-applikationer. Roy citerede arbejde fra forskere ved UC Riverside, som udtalte, at Googles amerikanske datacentre brugte 12,7 milliarder liter ferskvand i 2021 - det meste af det rent og drikkeligt. Den samme mængde vand kunne have produceret 5,7 millioner elektriske køretøjer, ifølge forfatterne.
Ny, mere kompakt hardware ville bruge mindre energi og optage et mindre fysisk fodaftryk. Det er del I af den forskning, Roy foreslår i sit projekt med titlen "Independent Neural Network-Enabled Recyclable AI (INNER-I)." Del II omhandler de faktiske processer, der bruges til at fremstille den nye hardware, som skal være både overkommelig og genanvendelig for at være bæredygtig på lang sigt. Hende co-PI og Duke ECE-kollega Yiran Chen vil designe denne fremtidige generation af effektive enheder sammen med en anden Duke ECE co-PI, Aaron Franklin, der er banebrydende inden for printbar, fuldt genanvendelig halvlederteknologi. Samarbejde om projektet er også Duke kemiprofessor Michael Therien, som har arbejdet sammen med Franklin om at udvikle de specielle vandbaserede blæk, der bruges i hans printbare transistorer.
Duke-ingeniører opfandt verdens første fuldt genanvendelige trykte elektronik, som kan fremstilles med vand i stedet for giftige kemikalier.
Det ønskede resultat? Trykte, genanvendelige enheder, der bruger neuromorfe kredsløb - hvis effektive design er inspireret af den menneskelige hjerne og er hurtig nok til at opfylde kravene fra AI-applikationer - sammen med en indledende ramme for et AI-system aktiveret af disse enheder. "Duke vil blive centrum, hvor genanvendelige AI-kredsløb fremstilles," forudsagde Roy. Hun sigter mod at have en prototypeenhed færdiggjort af sit nye center inden udgangen af dets første år.
"Der er næsten ubegrænsede muligheder for at printe neuromorfe enheder fra nanomateriale-baseret blæk, hvilket åbner vejen for mere miljømæssigt bæredygtige teknologier," sagde Franklin. "Vi vil arbejde gennem de mange muligheder for at bestemme, hvilke nanomaterialer, udskrivningsforhold og enhedsdesign, der giver den nødvendige ydeevne til at aktivere neuromorfe teknologier."
Idéen lover ikke kun bæredygtighed, men også tilgængelighed.
"Grunden til, at vi har så få fakulteter, der fokuserer på enheder i USA, er, at omkostningerne er ublu," sagde Roy. "Vi har brug for adgang til renrum, sofistikeret udstyr til at karakterisere de enheder, vi laver. Hvis vi har en måde at fremstille bordelektronik af høj kvalitet på, så kan vi gøre forskningen og udviklingen af disse enheder tilgængelig for alle."
(C) Duke University
Original artikelkilde: WRAL TechWire