Chip radar berdaya rendah menggunakan jaringan saraf spiking
Imec mengklaim telah membangun chip berbasis jaringan saraf spiking (SNN) pertama di dunia untuk pemrosesan sinyal radar, memungkinkan pembuatan aplikasi seperti sistem radar anti-tabrakan yang cerdas dan berdaya rendah untuk drone yang mengidentifikasi objek yang mendekat dalam hitungan milidetik
Meniru cara kelompok neuron biologis beroperasi untuk mengenali pola temporal, imec mengatakan chipnya mengkonsumsi daya 100 kali lebih sedikit daripada implementasi tradisional sambil menampilkan pengurangan sepuluh kali lipat dalam latensi – memungkinkan pengambilan keputusan yang hampir seketika. Misalnya, tanda tangan radar mikro-Doppler dapat diklasifikasikan hanya dengan menggunakan daya 30 mW. Sementara arsitektur dan algoritme chip dapat dengan mudah disetel untuk memproses berbagai data sensor (termasuk aliran elektrokardiogram, ucapan, sonar, radar, dan lidar), kasus penggunaan pertamanya akan mencakup pembuatan perangkat anti-virus berdaya rendah dan sangat cerdas. sistem radar tabrakan untuk drone yang dapat bereaksi lebih efektif terhadap objek yang mendekat.
Jaringan saraf tiruan (JST) telah didirikan di berbagai domain aplikasi. Mereka adalah bahan utama, misalnya, dari sistem anti-tabrakan berbasis radar yang biasa digunakan dalam industri otomotif. Tetapi ANN memiliki keterbatasan. Pertama, mereka mengkonsumsi terlalu banyak daya untuk diintegrasikan ke dalam perangkat (sensor) yang semakin dibatasi. Selain itu, arsitektur dasar ANN dan pemformatan data memerlukan data untuk melakukan perjalanan yang memakan waktu dari perangkat sensor ke algoritme inferensi AI sebelum keputusan dapat dibuat. Di situlah jaringan saraf spiking (SNN) dapat membantu.
“Hari ini, kami menghadirkan chip pertama di dunia yang memproses sinyal radar menggunakan jaringan saraf spiking berulang,” kata Ilja Ocket, manajer program penginderaan neuromorfik di imec. “SNN beroperasi sangat mirip dengan jaringan saraf biologis, di mana neuron jarang mengeluarkan pulsa listrik dari waktu ke waktu, dan hanya ketika input sensorik berubah. Dengan demikian, konsumsi energi dapat dikurangi secara signifikan. Terlebih lagi, neuron spiking pada chip kami dapat dihubungkan secara berulang – mengubah SNN menjadi sistem dinamis yang mempelajari dan mengingat pola temporal. Teknologi yang kami perkenalkan hari ini adalah lompatan besar ke depan dalam pengembangan sistem belajar mandiri yang sesungguhnya.”
Imec mengatakan chipnya pada awalnya dirancang untuk mendukung elektrokardiogram (EKG) dan pemrosesan ucapan di perangkat yang dibatasi daya. Arsitektur generiknya didasarkan pada desain perangkat keras digital yang benar-benar baru sehingga dapat dengan mudah dikonfigurasi ulang untuk memproses berbagai input sensorik lainnya seperti data sonar, radar, dan lidar. Berlawanan dengan implementasi SNN analog, desain digital event-driven imec membuat chip berperilaku tepat dan berulang kali seperti yang diprediksi oleh alat simulasi jaringan saraf.
Sistem anti-tabrakan berdaya rendah yang cerdas untuk drone (dan mobil)
Aplikasi utama untuk chip IMEC baru adalah sistem anti-tabrakan berlatensi rendah dan berdaya rendah untuk drone. Industri drone – bahkan lebih dari sektor otomotif – bekerja dengan perangkat terbatas (misalnya kapasitas baterai terbatas) yang perlu bereaksi cepat terhadap perubahan di lingkungan mereka agar dapat bereaksi dengan tepat terhadap rintangan yang mendekat. Melakukan pemrosesan dekat dengan sensor radar, chip harus memungkinkan sistem penginderaan radar untuk membedakan lebih cepat – dan akurat – antara objek yang mendekat. Pada gilirannya, imec mengatakan ini akan memungkinkan drone untuk bereaksi hampir seketika terhadap situasi yang berpotensi berbahaya.
Ocket berkomentar, “Satu skenario yang saat ini kami jelajahi fitur drone otonom yang bergantung pada kamera on-board dan sistem sensor radar mereka untuk navigasi di gudang, menjaga jarak aman dari dinding dan rak saat melakukan tugas-tugas kompleks. Teknologi ini juga dapat digunakan dalam banyak kasus penggunaan lainnya – mulai dari skenario robotik hingga penerapan kendaraan berpemandu otomatis (AGV) dan bahkan pemantauan kesehatan.” Chip ini memenuhi permintaan untuk jaringan saraf berdaya rendah yang belajar dari data dan memungkinkan AI yang dipersonalisasi. Untuk membuat chip, imec memiliki para ahli dari berbagai disiplin ilmu dalam lembaga penelitian untuk bekerja sama – mulai dari pengembangan algoritme pelatihan dan arsitektur jaringan saraf spiking yang menggunakan ilmu saraf sebagai dasar, hingga pemrosesan sinyal biomedis dan radar serta desain chip digital berdaya sangat rendah. .
>> Artikel ini awalnya diterbitkan pada situs saudara kami, EE Times Europe.
