Duke Engineering innovando en hardware de IA impreso y reciclable
Fecha de publicación:Duke Engineering lanzó la iniciativa Beyond the Horizon para proporcionar a equipos interdisciplinarios una inversión sustancial para comenzar a implementar proyectos de riesgo extremadamente alto y alta recompensa que tienen el potencial de generar un impacto social profundo y transformador. Se seleccionaron seis propuestas para una ronda inicial de financiación que desempeñará un papel clave en la configuración del futuro perfil de investigación y enseñanza de Duke Engineering. Cada uno aprovecha las fortalezas únicas de la escuela y promete ayudar a definir el futuro de sus respectivos campos.
En este momento de la historia, ¿qué tema está generando más revuelo que la IA? Sus posibilidades –y sus posibles implicaciones para la privacidad, la equidad y el trabajo– han aparecido en el horizonte de la investigación como un mundo nuevo y borroso. Si bien el impulso para explorar la IA y desarrollar aplicaciones responsables es alto, la potencia informática necesaria para respaldar la evolución de la tecnología es absolutamente enorme.
Las instalaciones de fabricación tradicionales utilizan mucha energía y agua, y producen una tonelada de residuos electrónicos. Ese nivel de consumo, dijo Profesora Asistente de Ingeniería Eléctrica e Informática (ECE) Tania Roy, es insostenible.
“En este momento, los circuitos consumen tanta energía que normalmente tenemos que acceder a servidores remotos, que parecen plantas de energía. También deben enfriarse como las centrales eléctricas”, afirmó Roy, que desarrolla nuevos tipos de dispositivos semiconductores para aplicaciones de IA. Roy citó un trabajo de investigadores de UC Riverside, que afirmaba que los centros de datos de Google en EE. UU. utilizaron 12,7 mil millones de litros de agua dulce en 2021, la mayor parte limpia y potable. Según los autores, con la misma cantidad de agua se podrían haber producido 5,7 millones de vehículos eléctricos.
El hardware nuevo y más compacto consumiría menos energía y ocuparía un espacio físico más pequeño. Esa es la Parte I de la investigación que Roy propone en su proyecto titulado "IA reciclable habilitada para redes neuronales independientes (INNER-I)". La Parte II trata de los procesos reales utilizados para fabricar el nuevo hardware, que debe ser asequible y reciclable para ser sostenible a largo plazo. Su co-PI y colega de Duke ECE, Yiran Chen codiseñará esta futura generación de dispositivos eficientes con otro Co-PI de Duke ECE, Aaron Franklin, pionero en tecnología de semiconductores imprimibles y totalmente reciclables. También colabora en el proyecto Michael Therien, profesor de química de Duke, que ha trabajado con Franklin para desarrollar tintas especiales a base de agua utilizadas en sus transistores imprimibles.
Los ingenieros de Duke inventaron los primeros dispositivos electrónicos impresos totalmente reciclables del mundo, que pueden fabricarse con agua en lugar de productos químicos tóxicos.
¿El resultado deseado? Dispositivos impresos y reciclables que utilizan circuitos neuromórficos, cuyo diseño eficiente está inspirado en el cerebro humano y es lo suficientemente rápido como para satisfacer las demandas de las aplicaciones de IA, junto con un marco inicial para un sistema de IA habilitado por estos dispositivos. "Duke se convertirá en el centro donde se fabricarán circuitos de IA reciclables", predijo Roy. Su objetivo es tener un prototipo de dispositivo completado en su nuevo centro al final del primer año.
"Existen posibilidades casi ilimitadas para imprimir dispositivos neuromórficos a partir de tintas basadas en nanomateriales, lo que abre el camino a tecnologías más sostenibles desde el punto de vista ambiental", dijo Franklin. "Trabajaremos en muchas opciones para determinar qué nanomateriales, condiciones de impresión y diseños de dispositivos producen el rendimiento necesario para permitir tecnologías neuromórficas".
La idea es prometedora no sólo para la sostenibilidad, sino también para la accesibilidad.
"La razón por la que tenemos tan pocos profesores especializados en dispositivos en Estados Unidos es que el coste es exorbitante", afirmó Roy. “Necesitamos acceso a salas blancas y equipos sofisticados para caracterizar los dispositivos que fabricamos. Si tenemos una manera de fabricar productos electrónicos de mesa de alta calidad, entonces podremos hacer que la investigación y el desarrollo de estos dispositivos sean accesibles para todos”.
(C) Universidad de Duke
Fuente del artículo original: WRAL TechWire