Zijn bugs de toekomst van AI in het internet der dingen?

In een uithoek van de AI/ML-wereld doet NVIDIA zijn best om iedereen die zijn tenen in training wil steken ervan te overtuigen dat meer brute kracht het antwoord is. In het andere, maakte CEA-Leti onlangs bekend dat Elisa Vianello, een Edge AI-programmacoördinator, een subsidie ​​van € 3 miljoen heeft gekregen van de European Research Council (ERC) om nieuwe edge AI-systemen te ontwikkelen die zijn geïnspireerd op het zenuwstelsel van insecten.

Volgens Vianello is een van de grootste uitdagingen om AI rechtstreeks naar IoT-apparaten te brengen, waardoor ze autonome beslissingen kunnen nemen op basis van het vergelijken van sensorinvoer met getrainde gegevens en beslissingsbomen, dat de huidige chiparchitecturen tot 90% van hun totaal energieverbruik bij het verplaatsen van gegevens, niet bij het verwerken ervan.

Zie ook: Onderzoekers overtreffen spraakherkenningsmethoden met hulp van honingbijen

Vanwege deze verspilling worden IoT-apparaten ofwel gehinderd in hun AI-mogelijkheden of moeten ze fysiek worden vastgemaakt aan een stabiele stroomvoorziening, wat betekent dat ze lang niet zo flexibel zijn als veel organisaties zouden willen. Dubbel zo voor één voorgestelde toepassing, implanteerbare medische diagnostische microchips, die sterk afhankelijk zou zijn van het vertrouwen van de gebruiker in de betrouwbaarheid van het apparaat.

Wat is de hik als het gaat om kleinschalige apparaten? Er is gewoon geen type geheugen met een hoge dichtheid, hoge resolutie, niet-vluchtig en eindeloos duurzaam. Vianello zegt dat veel industriële laboratoria en onderzoekscentra hebben geprobeerd in-memory-architecturen op nanoschaal te ontwikkelen, die in-memory-verwerking gebruiken, maar de resultaten zijn op zijn best gemengd. DRAM is bijvoorbeeld vluchtig, wat betekent dat de inhoud ervan wordt verwijderd wanneer de stroom uitvalt - een waarschijnlijke gebeurtenis in veel IoT-instellingen. Niet-vluchtige geheugentypes, zoals NVRAM, hebben in de loop der jaren de levensduur drastisch verbeterd; ze zijn nog steeds niet helemaal onfeilbaar.

Vianello en haar team zullen de subsidie ​​gebruiken om te onderzoeken hoe de functies van specifieke insectenzenuwstelsels lijken op de functies die worden uitgevoerd door deterministisch, probabilistisch, vluchtig en niet-vluchtig geheugen, en vervolgens onderzoeken hoe deze kunnen worden gerecreëerd in "high-performance, energy -efficiënte, op silicium gebaseerde nanosystemen.” Vianello zegt:"Krekels nemen nauwkeurige beslissingen op basis van trage, onnauwkeurige en onbetrouwbare neuronen en synapsen om aan hun roofdieren te ontsnappen. Door goed naar hun biologie te kijken, identificeerden we een diversiteit aan geheugenachtige functies in hun sensorische en zenuwstelsel. Door deze verschillende functies te combineren, bereikt het interne computersysteem van de cricket verbazingwekkende prestaties en energie-efficiëntie.”

Zo hebben krekels verschillende sensoren op hun lichaam, samen met tal van lokale verwerkingseenheden in hun buik, die in staat zijn om continu te leren en beslissingen te nemen zonder de centrale hersenen erbij te betrekken. Omdat het een gedistribueerd computersysteem heeft, neemt het sneller beslissingen, zonder dat gegevens van de ene plaats naar de andere moeten worden overgebracht voordat ze worden verwerkt.

Het doel is een hybride synaps die meer dan één geheugentechnologie kan integreren op een kleine, IoT-vriendelijke schaal, wat zou helpen om door de gebreken van elk systeem te navigeren en ten minste een deel van de energie te elimineren die wordt verspild aan het overbrengen van gegevens in plaats van het te verwerken met behulp van AI /ML-algoritmen. Het team van Vianello hoopt kleine hoeveelheden gegevens met veel ruis te verzamelen, zoals wat wordt vastgelegd door videocamera's, radar of ECG-apparaten, en het leren mogelijk te maken dat niet mogelijk is met de huidige IoT-computerarchitectuur.

Nieuwe producten, aangedreven door nieuwe inzichten van Vianello's team, zijn waarschijnlijk nog vele jaren verwijderd, en nieuwe paradigma's zijn welkom in de snel veranderende IoT-wereld. Met 46% van de organisaties die hun 5G-adoptie opvoeren, meerdere levensvatbare standaarden voor edge computing en meer gebeurtenisgestuurde architecturen die aan de edge worden geïmplementeerd, is de vraag naar sneller, efficiënter en meer microschaal IoT al aanwezig.