Kehitys on jo osoittanut digitaalisen tekoälyn kanssa vertailukelpoisen tarkkuuden, mutta kuluttaa huomattavasti vähemmän energiaa
Cornellin yliopiston insinöörit ovat esittäneet maailman ensimmäisen täysin integroidun ”mikroaaltouunin aivot” – piisirun, joka voi samanaikaisesti käsitellä erittäin nopeita datavirtoja ja langattomia signaaleja kuluttaen alle 200 millivatin energiaa. Toisin kuin tavanomaiset digitaaliset järjestelmät, se käyttää mikroaaltotekniikkaa ja analogisia prosesseja, mikä mahdollistaa reaaliaikaiset laskelmat – kohteiden seurannasta tutkalla radioaaltojen dekoodaukseen ja poikkeamien havaitsemiseen.
Kehityksen tärkein piirre on, että se poistaa suurimman osan välivaiheista, joita digitaaliset tietokoneet yleensä tarvitsevat. ”Siru voi hetkessä siirtyä eri taajuuksille ja suorittaa useita laskentatehtäviä”, selitti tutkimuksen pääkirjoittaja, tohtorikoulutettava Bal Govind. Hänen mukaansa juuri tämä mahdollistaa korkean tarkkuuden ilman ylimääräisiä piirejä ja energiankulutusta.
Laitteen perustana on neuroverkko, joka on toteutettu erityisten mikroaaltouunien avulla. Nämä rakenteet luovat signaalien epälineaarisia vuorovaikutuksia, mikä mahdollistaa säännönmukaisuuksien tunnistamisen ja ”oppimisen” datasta. Toisin kuin digitaaliset neuroverkot, jotka toimivat askel askeleelta kellotaajuuden mukaan, mikroaaltosiru käsittelee virtoja kymmenissä gigahertseissä – nopeammin kuin useimmat nykyaikaiset prosessorit.
Siru osoitti 88 %:n tarkkuuden langattomien signaalien luokittelutehtävissä, mikä on verrattavissa digitaalisiin neuroverkkoihin, mutta huomattavasti pienemmällä energiankulutuksella ja piirikoolla. Se pystyy suorittamaan sekä yksinkertaisimpia loogisia operaatioita että monimutkaisia tehtäviä, kuten tunnistamaan bittijonoja datavirrassa.
Luojat huomauttavat, että laitteen korkea herkkyys tekee siitä lupaavan turvallisuusjärjestelmissä, esimerkiksi epäilyttävien signaalien havaitsemiseksi langattomissa verkoissa. Ja kun energiankulutus vähenee edelleen, sitä voidaan käyttää kannettavissa laitteissa älykelloista älypuhelimiin, jotka voivat käsitellä dataa ja rakentaa malleja suoraan laitteella ilman jatkuvaa yhteyttä pilvipalveluihin.
Työ on vielä kokeiluvaiheessa, mutta tutkijat ovat varmoja sen skaalautuvuudesta. Tällä hetkellä he tutkivat, miten tarkkuutta voidaan parantaa ja miten siru voidaan integroida olemassa oleviin digitaalisiin ja mikroaaltolaitteisiin. Tutkimus on toteutettu DARPA-viraston ja Yhdysvaltain kansallisen tiedesäätiön tuella.
