Duke Engineering がリサイクル可能なプリント AI ハードウェアを革新

2023年7月25日

デュークエンジニアリングは、社会に深く変革をもたらす可能性のある、極めてハイリスク、ハイリターンのプロジェクトの追求を開始するための多大な投資を学際的なチームに提供するために、Beyond the Horizon イニシアチブを立ち上げました。最初の資金調達ラウンドでは、デュークエンジニアリングの将来の研究と教育プロフィールを形成する上で重要な役割を果たす 6 つの提案が選ばれました。それぞれが学校の独自の強みを発揮し、それぞれの分野の将来を定義するのに役立つと期待されています。

歴史のこの瞬間、AI よりも話題を呼んでいるトピックは何でしょうか?その可能性、そしてプライバシー、公平性、労働への影響の可能性は、ぼんやりとした新世界のように研究の地平線に現れています。 AI を探索し、責任あるアプリケーションを開発する意欲は高まっていますが、進化するテクノロジーをサポートするために必要なコンピューティング能力は非常に膨大です。

従来の製造施設は大量のエネルギーと水を使用し、大量の電子廃棄物を生成します。その消費レベルは、電気・コンピュータ工学 (ECE) 助教授タニア・ロイ、持続不可能です。

「現在、回路は非常にエネルギーを消費するため、通常は発電所のようなリモートサーバーにアクセスする必要があります。それらも発電所と同じように冷却する必要があります」と、AI アプリケーション用の新しいタイプの半導体デバイスを開発しているロイ氏は言いました。ロイ氏は、カリフォルニア大学リバーサイド校の研究者らの研究を引用し、グーグルの米国データセンターは2021年に127億リットルの淡水を使用したが、そのほとんどは清潔で飲用可能であると述べた。著者らによれば、同じ量の水があれば570万台の電気自動車を生産できた可能性があるという。

新しい、よりコンパクトなハードウェアは、消費エネルギーが少なくなり、占有面積も小さくなります。これは、ロイが「独立したニューラルネットワーク対応のリサイクル可能な AI (INNER-I)」というタイトルのプロジェクトで提案している研究のパート 1 です。パート II では、新しいハードウェアを製造するために使用される実際のプロセスについて説明します。長期的に持続可能であるためには、手頃な価格であり、リサイクル可能である必要があります。彼女共同主任研究者兼デューク ECE 同僚イーラン・チェンこの次世代の効率的なデバイスを他のデバイスと共同設計する予定です。デューク ECE 共同主任、アーロンフランクリンは、印刷可能で完全にリサイクル可能な半導体技術の先駆者です。また、このプロジェクトに協力しているのは、デューク大学化学教授マイケル・テリアン氏は、フランクリンと協力して、印刷可能なトランジスタに使用される特殊な水性インクを開発しました。

デューク大学のエンジニアは、有毒化学物質の代わりに水を使用して製造できる、世界初の完全にリサイクル可能なプリンテッドエレクトロニクスを発明しました。

望む結果は？ニューロモーフィック回路を使用した印刷されたリサイクル可能なデバイス。その効率的な設計は人間の脳からインスピレーションを得ており、AI アプリケーションの要求を満たすのに十分な速さがあります。また、これらのデバイスによって実現される AI システムの初期フレームワークも含まれます。「デュークは、リサイクル可能な AI 回路が製造されるハブになるでしょう」とロイ氏は予測しました。彼女は、初年度の終わりまでに新しいセンターでプロトタイプのデバイスを完成させることを目指しています。

「ナノマテリアルベースのインクからニューロモーフィックデバイスを印刷する可能性はほぼ無限にあり、より環境的に持続可能な技術への道が開かれます」とフランクリン氏は述べた。「私たちは、ニューロモーフィック技術を実現するために必要なパフォーマンスを生み出すナノ材料、印刷条件、デバイス設計を決定するために、多くのオプションを検討する予定です。」

このアイデアは持続可能性だけでなく、アクセシビリティの面でも有望です。

「米国でデバイスを専門に扱う教員が非常に少ない理由は、コストが法外に高いからです」とロイ氏は言う。「私たちは、私たちが製造するデバイスの特性を評価するためのクリーンルームや洗練された機器へのアクセスを必要としています。高品質の卓上電子機器を製造する方法があれば、これらのデバイスの研究開発を誰でも利用できるようになります。」

(C)デューク大学

元の記事の出典: WRAL TechWire