Duke Engineering innovoi kierrätettävää, painettua tekoälylaitteistoa
Julkaisupäivä:Duke Engineering käynnisti Beyond the Horizon -aloitteen tarjotakseen tieteidenvälisille tiimeille huomattavia investointeja, jotta ne voivat alkaa toteuttaa erittäin riskialttiita, korkeapalkkaisia projekteja, joilla on potentiaalia syvään, muuttavaan yhteiskunnalliseen vaikutukseen. Ensimmäiselle rahoituskierrokselle valittiin kuusi ehdotusta, joilla on keskeinen rooli Duke Engineeringin tulevan tutkimus- ja opetusprofiilin muotoilussa. Jokainen esittelee koulun ainutlaatuisia vahvuuksia ja lupaa auttaa määrittelemään oman alansa tulevaisuuden.
Mikä aihe herättää tällä hetkellä enemmän keskustelua kuin tekoäly? Sen mahdollisuudet – ja sen mahdolliset vaikutukset yksityisyyteen, tasa-arvoon ja työhön – ovat ilmaantuneet tutkimushorisontissa kuin epäselvä uusi maailma. Vaikka halu tutkia tekoälyä ja kehittää vastuullisia sovelluksia on suuri, kehittyvän teknologian tukemiseen tarvittava laskentateho on aivan valtava.
Perinteiset tuotantolaitokset käyttävät paljon energiaa ja vettä, ja ne tuottavat tonnia elektroniikkajätettä. Tuo kulutustaso, sanoi Sähkö- ja tietokonetekniikan (ECE) apulaisprofessori Tania Roy, on kestämätön.
"Tällä hetkellä piirit ovat niin energianhaluisia, että joudumme yleensä käyttämään etäpalvelimia, jotka näyttävät voimalaitoksilta. Niitä on myös jäähdytettävä kuten voimalaitoksia", sanoi Roy, joka kehittää uudentyyppisiä puolijohdelaitteita tekoälysovelluksiin. Roy viittasi UC Riversiden tutkijoiden työhön, jonka mukaan Googlen Yhdysvaltain palvelinkeskukset käyttivät 12,7 miljardia litraa makeaa vettä vuonna 2021 – suurin osa siitä oli puhdasta ja juomakelpoista. Kirjoittajien mukaan sama määrä vettä olisi voinut tuottaa 5,7 miljoonaa sähköautoa.
Uusi, kompaktimpi laitteisto kuluttaisi vähemmän energiaa ja vie pienemmän fyysisen jalanjäljen. Tämä on osa I tutkimuksesta, jota Roy ehdottaa projektissaan "Independent Neural Network-Enabled Recyclable AI (INNER-I)." Osa II käsittelee varsinaisia prosesseja, joita käytetään uuden laitteiston valmistukseen, ja niiden on oltava sekä edullisia että kierrätettäviä ollakseen kestäviä pitkällä aikavälillä. Hänen yhteistyössä PI:n ja Duke ECE:n kollega Yiran Chen suunnittelee tämän tulevan sukupolven tehokkaita laitteita yhdessä toisen sukupolven kanssa Duke ECE:n yhteistyökumppani, Aaron Franklin, joka on tulostettavan, täysin kierrätettävän puolijohdeteknologian edelläkävijä. Myös yhteistyö hankkeessa on Duke kemian professori Michael Therien, joka on työskennellyt Franklinin kanssa tulostettavissa transistoreissaan käytettyjen erityisten vesipohjaisten musteiden kehittämiseksi.
Duken insinöörit keksivät maailman ensimmäisen täysin kierrätettävän painetun elektroniikan, joka voidaan valmistaa vedellä myrkyllisten kemikaalien sijaan.
Haluttu tulos? Painetut, kierrätettävät laitteet, jotka käyttävät neuromorfisia piirejä – joiden tehokas suunnittelu on saanut inspiraationsa ihmisaivoista ja jotka ovat riittävän nopeita täyttämään tekoälysovellusten vaatimukset – sekä alustava kehys näiden laitteiden mahdollistamalle tekoälyjärjestelmälle. "Dukesta tulee keskus, jossa kierrätettäviä tekoälypiirejä valmistetaan", Roy ennusti. Hän pyrkii saamaan prototyyppilaitteen valmiiksi uudessa keskuksessaan sen ensimmäisen vuoden loppuun mennessä.
"On lähes rajattomat mahdollisuudet tulostaa neuromorfisia laitteita nanomateriaalipohjaisista musteista, mikä avaa tien ympäristön kannalta kestävämmille teknologioille", Franklin sanoi. "Työskentelemme monia vaihtoehtoja selvittääksemme, mitkä nanomateriaalit, tulostusolosuhteet ja laitemallit tuottavat tarvittavan suorituskyvyn neuromorfisten teknologioiden mahdollistamiseksi."
Idea lupaa paitsi kestävyyttä myös saavutettavuutta.
"Syy siihen, miksi meillä on niin vähän laitteisiin keskittyvää tiedekuntaa Yhdysvalloissa, on kohtuuttomat kustannukset", Roy sanoi. ”Tarvitsemme pääsyn puhdastiloihin, kehittyneisiin laitteisiin valmistamiemme laitteiden luonnehtimiseen. Jos meillä on tapa valmistaa korkealaatuista pöytäelektroniikkaa, voimme tehdä näiden laitteiden tutkimuksen ja kehityksen kaikkien ulottuville."
(C) Duken yliopisto
Alkuperäinen artikkelin lähde: WRAL TechWire