La Cina sviluppa microchip per AI ad alta efficienza energetica

Gli scienziati cinesi hanno sviluppato quelli che sostengono essere i microchip di intelligenza artificiale (AI) più efficienti al mondo dal punto di vista energetico. Abbastanza piccoli da poter essere inseriti nei dispositivi intelligenti, come i telefoni cellulari, i chip AI potrebbero aprire le porte a funzioni offline innovative, come il controllo vocale e il controllo mentale.

I chip AI progettati per compiti gravosi spesso richiedono una potenza significativa a causa delle elevate richieste computazionali, il che limita il loro utilizzo negli scenari del mondo reale, soprattutto quando si tratto di strumenti mobili, che quindi si basano sull’energia fornita dalle batterie. Il professor Zhou Jun e il suo team dell’La Università di Scienze e Tecnologie Elettroniche della Cina (UESTC) hanno ridotto in modo significativo il consumo di energia attraverso l’ottimizzazione degli algoritmi e dell’architettura.

Il team ha presentato due chip di intelligenza artificiale alla 2024 International Solid-State Circuits Conference (ISSCC) dell’IEEE. L’ISSCC, nel caso non lo sapesse, è considerata la “Olimpiade” del settore dei circuiti integrati (IC).

La conferenza è un evento annuale che riunisce i migliori ricercatori, ingegneri e professionisti di tutto il mondo per discutere gli ultimi sviluppi dei circuiti a stato solido e il futuro della tecnologia dei chip. Quest’anno si è tenuta a San Francisco dal 18 al 22 febbraio.

Chip AI a bassissimo consumo di energia

Il primo dei due chip AI è stato progettato per essere incorporato nei dispositivi intelligenti per consentire il controllo vocale offline, quindi senza connessione internet che permette il riconoscimento vocale esterno. Questo chip, secondo i ricercatori, eccelle nell’individuazione di parole chiave e nella verifica dell’altoparlante, riconoscendo i segnali vocali di un altoparlante target.

Il vantaggio principale di questo nuovo chip AI è la sua capacità di superare i vincoli dei sistemi di riconoscimento vocale standard. A differenza di altri, questo chip è in grado di riconoscere con precisione il discorso di chi parla anche in situazioni rumorose con distrazioni come la televisione, la musica o le conversazioni.

“Il chip raggiunge un consumo energetico di riconoscimento inferiore a due microjoule per istanza di utilizzo, con un tasso di precisione superiore al 95 percento in situazioni tranquille e al 90 percento in ambienti rumorosi, stabilendo nuovi parametri di riferimento globali sia per l’efficienza energetica che per la precisione”, hanno spiegato i ricercatori.

In una dimostrazione del sistema, un chip , delle dimensioni di 1×2 cm è stato integrato in un’unità microcontrollore all’interno di un’automobile giocattolo per controllarne i movimenti. Il chip AI può presumibilmente essere utilizzato in scenari di controllo vocale a basso consumo, come nelle case intelligenti, nei dispositivi indossabili e nei giocattoli intelligenti.

Il secondo chip del team, anch’esso presentato alla conferenza ISSCC, è progettato per rilevare i segnali delle crisi epilettiche nelle persone con epilessia. Progettata per i dispositivi indossabili, questa tecnologia utilizza il riconoscimento dell’elettroencefalogramma (EEG) per rilevare le crisi epilettiche e avvisare il paziente per l’assistenza medica o il trattamento. Si tratterebbe di un chip essenziale nel trattamento delle persone che soffrono di questa importante malattia neurologica.

Potrebbe essere utilizzata per l’interfaccia cervello-computer

“I progetti esistenti si basano su dati estesi di crisi epilettiche del paziente per l’addestramento, al fine di ottenere un’elevata precisione, un processo che richiede tempo e denaro a causa della scarsa frequenza delle crisi e della necessità di ricovero”, hanno spiegato i ricercatori.

Grazie all’estrazione migliorata delle caratteristiche e ai motori di apprendimento on-chip, questo chip ha il design più efficiente dal punto di vista energetico a livello internazionale, con un consumo medio di energia per il riconoscimento di soli 0,07 microjoule.

Durante una dimostrazione all’ISSCC, come riporta il South China Morning Post (SCMP), i segnali EEG raccolti da un dispositivo di interfaccia cervello-computer indossabile sono stati trasmessi in tempo reale a una scheda di prova utilizzando la tecnologia Bluetooth.

Questo strumento però può avere anche altre applicazioni oltre a quelle strettamente mediche: il chip è stato riprogrammato per riconoscere i comandi motori immaginari, che hanno permesso all’utente di controllare il movimento di un robot. Il robot poteva essere comandato a muoversi in avanti, a fermarsi o a muoversi in retromarcia, dimostrando che, senza bisogno di interventi sottocutanei come nel Neuralink, è comunque possibile comandare semplici meccanismi con il pensiero.

“Questo chip ha anche applicazioni potenziali che vanno oltre il rilevamento delle crisi epilettiche. hanno affermato i ricercatori, ed effettivamente le potenzalità di questo nuovo chip AI sono ancora tutte da esplorare.