Duke Engineering förnyar på återvinningsbar, tryckt AI-hårdvara
Publiceringsdatum:Duke Engineering lanserade initiativet Beyond the Horizon för att förse tvärvetenskapliga team med betydande investeringar för att börja driva projekt med extremt hög risk och hög belöning som har potential för djup, transformerande samhällspåverkan. Sex förslag valdes ut för en första finansieringsomgång som kommer att spela nyckelroller i att forma Duke Engineerings framtida forsknings- och undervisningsprofil. Varje pjäs till skolans unika styrkor och har löftet att hjälpa till att definiera framtiden för sina respektive områden.
I det här ögonblicket i historien, vilket ämne genererar mer buzz än AI? Dess möjligheter – och dess möjliga konsekvenser för integritet, rättvisa och arbetskraft – har dykt upp vid forskningshorisonten som en ny suddig värld. Även om drivkraften att utforska AI och utveckla ansvarsfulla applikationer är hög, är den datorkraft som krävs för att stödja den utvecklande tekniken helt enorm.
Traditionella tillverkningsanläggningar använder mycket energi och vatten, och de producerar massor av elektroniskt avfall. Den nivån av konsumtion, sa Biträdande professor i elektro- och datateknik (ECE) Tania Roy, är ohållbart.
"Just nu är kretsar så energikrävande att vi vanligtvis måste komma åt fjärrservrar, som ser ut som kraftverk. De måste kylas som kraftverk också, säger Roy, som utvecklar nya typer av halvledarenheter för AI-tillämpningar. Roy citerade arbete av forskare vid UC Riverside, som uppgav att Googles amerikanska datacenter använde 12,7 miljarder liter färskvatten 2021 – det mesta rent och drickbart. Samma mängd vatten kunde ha producerat 5,7 miljoner elfordon, enligt författarna.
Ny, mer kompakt hårdvara skulle använda mindre energi och uppta ett mindre fysiskt fotavtryck. Det är del I av forskningen Roy föreslår i sitt projekt med titeln "Independent Neural Network-Enabled Recyclable AI (INNER-I)." Del II handlar om de faktiska processer som används för att göra den nya hårdvaran, som måste vara både prisvärd och återvinningsbar för att vara hållbar på lång sikt. Henne co-PI och Duke ECE-kollegan Yiran Chen kommer att designa denna framtida generation av effektiva enheter tillsammans med en annan Duke ECE co-PI, Aaron Franklin, som är banbrytande för tryckbar, helt återvinningsbar halvledarteknologi. Samarbetar också i projektet Duke kemiprofessor Michael Therien, som har arbetat med Franklin för att utveckla de speciella vattenbaserade bläck som används i hans tryckbara transistorer.
Dukes ingenjörer uppfann världens första helt återvinningsbara tryckta elektronik, som kan tillverkas med vatten i stället för giftiga kemikalier.
Det önskade resultatet? Tryckta, återvinningsbara enheter som använder neuromorfa kretsar – vars effektiva design är inspirerad av den mänskliga hjärnan och är snabb nog att möta kraven från AI-tillämpningar – tillsammans med ett första ramverk för ett AI-system som aktiveras av dessa enheter. "Duke kommer att bli navet där återvinningsbara AI-kretsar tillverkas," förutspådde Roy. Hon siktar på att ha en prototypenhet färdigställd av sitt nya center i slutet av det första året.
"Det finns nästan obegränsade möjligheter för att skriva ut neuromorfa enheter från nanomaterialbaserade bläck, vilket öppnar vägen för mer miljömässigt hållbara tekniker", säger Franklin. "Vi kommer att arbeta igenom de många alternativen för att avgöra vilka nanomaterial, utskriftsförhållanden och enhetsdesigner som ger den nödvändiga prestandan för att möjliggöra neuromorfa teknologier."
Idén lovar inte bara hållbarhet utan också tillgänglighet.
"Anledningen till att vi har så få fakulteter som fokuserar på enheter i USA är att kostnaden är orimlig," sa Roy. ”Vi behöver tillgång till renrum, sofistikerad utrustning för att karakterisera de enheter vi tillverkar. Om vi har ett sätt att tillverka bordselektronik av hög kvalitet, så kan vi göra forskningen och utvecklingen av dessa enheter tillgänglig för alla."
(C) Duke University
Ursprunglig artikelkälla: WRAL TechWire