به نقل از «ایران اکونومیست»

حسگرهای هوشمندی که به لگو شباهت دارند!

تاریخ انتشار: ۲۴ خرداد ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۵۲۳۲۵۹۵

پژوهشگران دانشگاه "ام‌آی‌تی"، حسگرهایی مبتنی بر هوش مصنوعی ساخته‌اند که ساختار آنها به لگو شباهت دارد.

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از ام‌آی‌تی نیوز، آینده پایدارتری را تصور کنید که در آن مجبور نیستید تلفن‌های همراه، ساعت‌های هوشمند و سایر دستگاه‌های پوشیدنی را کنار بگذارید یا دور بیاندازید تا مدل‌های جدیدتری داشته باشید.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

در عوض، می‌توان آنها را با جدیدترین حسگرها و پردازنده‌هایی که روی تراشه داخلی دستگاه قرار می‌گیرند، ارتقا داد. این کار مانند بازی با قطعات لگو است. این تراشه قابل تنظیم مجدد می‌تواند دستگاه‌ها را به ‌روز نگه دارد و در عین حال، ضایعات الکترونیکی را کاهش دهد.

مهندسان دانشگاه "ام‌آی‌تی"(MIT) با ارائه یک طراحی شبیه به لگو برای یک تراشه مبتنی بر هوش مصنوعی و قابل تنظیم مجدد، گامی به سوی تحقق این تصور برداشته‌اند.

این طرح شامل لایه‌های متناوبی از عناصر حسگر و پردازش‌کننده، همراه با چند LED است که به لایه‌های تراشه امکان می‌دهند تا از نظر نوری با هم ارتباط برقرار کنند. سایر طرح‌های ارائه‌شده در مورد تراشه‌های ماژولار، از سیم‌کشی معمولی برای رله کردن سیگنال‌ها بین لایه‌ها استفاده می‌کنند. قطع کردن و سیم‌کشی مجدد چنین اتصالات پیچیده‌ای، اگر غیرممکن نباشد، دشوار است و باعث می‌شود چنین طرح‌هایی، قابل تنظیم مجدد نباشند.

طراحی پژوهشگران ام‌آی‌تی، به جای سیم‌های فیزیکی، از نور برای انتقال اطلاعات از طریق تراشه استفاده می‌کند. بنابراین، تراشه را می‌توان مجددا با لایه‌هایی پیکربندی کرد که قابل تعویض هستند. به عنوان مثال، می‌توان به افزودن حسگرهای جدید یا پردازنده‌های به‌روزشده پرداخت.

"جیهون کانگ"(Jihoon Kang)، از پژوهشگران این پروژه گفت: شما می‌توانید هر تعداد لایه و حسگر محاسباتی را که می‌خواهید، اضافه کنید. ما این فناوری را یک تراشه شبیه به لگو می‌نامیم که مبتنی بر هوش مصنوعی و قابل تنظیم مجدد است و با توجه به ترکیب لایه‌ها، قابلیت گسترش نامحدود دارد.

پژوهشگران مشتاق هستند تا این طرح را روی دستگاه‌های محاسباتی، حسگرهای خودکفا و سایر وسایل الکترونیکی اعمال کنند که مستقل از هر منبع مرکزی مانند ابررایانه‌ها یا محاسبات مبتنی بر فضای ابری کار می‌کنند.

"جیوان کیم"(Jeehwan Kim)، استاد مهندسی مکانیک دانشگاه ام‌آی‌تی گفت: با ورود به عصر اینترنت اشیا که مبتنی بر شبکه‌های حسگر است، تقاضا برای دستگاه‌های محاسباتی چندکاره به‌طور چشمگیری افزایش می‌یابد. معماری سخت افزاری پیشنهادی ما، تطبیق‌پذیری بالایی را در آینده فراهم می‌کند.

طراحی این گروه پژوهشی در حال حاضر برای انجام دادن وظایف اصلی تشخیص تصویر پیکربندی شده است و این کار را از طریق لایه‌بندی حسگرهای تصویر، LED و پردازنده‌های ساخته‌شده از سیناپس‌های مصنوعی انجام می‌دهد. سیناپس‌های مصنوعی، آرایه‌هایی متشکل از "ممریستورها"(memristors) هستند که پژوهشگران پیشتر توسعه داده بودند و به همراه یکدیگر به عنوان یک شبکه عصبی فیزیکی یا "مغز روی تراشه" عمل می‌کنند. هر آرایه را می‌توان برای پردازش و طبقه‌بندی سیگنال‌ها، به طور مستقیم و بدون نیاز به نرم‌افزار خارجی یا اتصال به اینترنت، روی یک تراشه به کار برد.

پژوهشگران در طراحی تراشه جدید خود، حسگرهای تصویر را با سیناپس‌های مصنوعی جفت کردند و هر کدام را برای تشخیص حروف خاصی آموزش دادند که در این مورد، حروف M، I و T بودند. اگرچه یکی از روش‌های مرسوم می‌تواند سیگنال‌های حسگر را از طریق سیم‌های فیزیکی به پردازشگر منتقل کند اما پژوهشگران در عوض، یک سیستم نوری را میان هر حسگر و سیناپس مصنوعی قرار دادند تا ارتباط بین لایه‌ها بدون نیاز به اتصال فیزیکی امکان‌پذیر شود.

"هیونسوک کیم"(Hyunseok Kim)، از پژوهشگران این پروژه گفت: سایر تراشه‌ها به صورت فیزیکی و با استفاده از فلز سیم‌کشی می‌شوند که کار دشواری است و طراحی مجدد آنها را نیز دشوار می‌سازد. بنابراین اگر می‌خواهید عملکرد جدیدی را به آن اضافه کنید، باید یک تراشه جدید بسازید. ما اتصال سیم فیزیکی را با یک سیستم ارتباطی نوری جایگزین کردیم که به ما امکان می‌دهد تا تراشه‌ها را به روشی که می‌خواهیم، روی هم قرار دهیم و به سیستم اضافه کنیم.

سیستم ارتباط نوری این گروه پژوهشی، متشکل از ردیاب‌های نوری و LED جفتی است که هر کدام با پیکسل‌های ریز طرح‌ریزی شده‌اند. هنگامی که یک سیگنال مانند تصویری از یک حرف به حسگر تصویر می‌رسد، الگوی نور، پیکربندی خاصی از پیکسل‌ها را رمزگذاری می‌کند. این کار، لایه دیگری از آشکارسازهای نوری را به همراه یک سیناپس مصنوعی تحریک می‌کند و به طبقه‌بندی سیگنال براساس الگو و قدرت نور LED ورودی می‌پردازد.

پژوهشگران دریافتند که تراشه، تصاویر واضح مربوط به هر حرف را به درستی طبقه‌بندی می‌کند اما کمتر قادر به تشخیص تصاویر تار است. با وجود این، پژوهشگران توانستند لایه پردازش تراشه را به سرعت تعویض کنند. پس از این کار، تراشه توانست تصاویر را به دقت شناسایی کند.

"مین کیو سونگ"(Min-Kyu Song)، از پژوهشگران این پروژه گفت: ما قابلیت انباشتگی، تعویض و توانایی درج یک عملکرد جدید در تراشه را نشان دادیم.

پژوهشگران قصد دارند قابلیت‌های حسی و پردازشی بیشتری را به تراشه اضافه کنند و کاربردهای آن را بی حد و حصر می‌دانند. "چانیول چوی"(Chanyeol Choi)، پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: ما می‌توانیم لایه‌هایی را به دوربین تلفن همراه اضافه کنیم تا بتواند تصاویر پیچیده‌تری را تشخیص دهد یا آنها را به ردیاب‌های سلامتی تبدیل کنیم که می‌توانند در پوست الکترونیکی پوشیدنی تعبیه شوند.

وی افزود: ایده دیگر ما، برای تراشه‌های ماژولار است که در قطعات الکترونیکی تعبیه می‌شوند و مصرف‌کنندگان می‌توانند انتخاب کنند تا آنها با جدیدترین حسگرها و پردازنده‌ها ساخته شوند.

جیوان کیم گفت: ما می‌توانیم یک پلتفرم عمومی تراشه را بسازیم و سپس، هر لایه به‌ طور جداگانه مانند یک بازی ویدیویی فروخته شود. ما می‌توانیم انواع مختلفی از شبکه‌های عصبی مانند تشخیص تصویر یا صدا را بسازیم و به مصرف‌کننده امکان دهیم تا آنچه را که می‌خواهد انتخاب کند و آن را مانند لگو به یک تراشه اضافه کند.

این پژوهش، در مجله "Nature Electronics" به چاپ رسید.

 

منبع: خبرگزاری ایسنا برچسب ها: تراشه ، لگو ، حسگر ، دانشگاه ام ای تی

منبع: ایران اکونومیست

کلیدواژه: تراشه لگو حسگر دانشگاه ام ای تی پروژه گفت پردازنده ها دستگاه ها تراشه ها یک تراشه ام آی تی لایه ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت iraneconomist.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایران اکونومیست» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۵۲۳۲۵۹۵ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

ساخت نازک‌ترین ورقه طلای جهان با ضخامت یک اتم

دانشمندان برای اولین‌بار موفق به ساخت ورقه‌هایی از طلا شدند که ضخامت آن‌ها تنها یک اتم است. این ورقه‌ها که «گلدین» (Goldene) نامیده شده‌اند، می‌توانند کاربرد‌های مهمی در تبدیل دی‌اکسیدکربن و تولید هیدروژن داشته باشند. همچنین زمانی که طلا به اندازه یک لایه اتمی نازک می‌شود، خواص جدید نیمه‌رسانا پیدا می‌کند.

به گزارش دیجیاتو و براساس مقاله منتشرشده در نیچر، محققان دانشگاه لینشوپینگ سوئد برای ساخت این ورقه‌های طلا، از تکنیک ۱۰۰ ساله‌ای بهره بردند که آهنگر‌های ژاپنی برای جداسازی لایه‌های فلز‌های گران‌بها استفاده می‌کردند.

 ورقه‌های طلا درحالت عادی تمایل دارند جمع شوند و به همین دلیل اکثر تلاش‌های قبلی دانشمندان برای ساخت یک ورقه دو‌بعدی تک اتمی از این فلز ناکام مانده بود. اکنون محققان سوئدی با یک تکنیک قدیمی ژاپنی توانستند این مشکل را حل کنند.

ساخت ورق طلا با ضخامت یک اتم

محققان به‌دلیل خواص نوری، الکترونیکی و کاتالیزوری غیرمعمول در مواد دوبعدی علاقه خاصی به آن‌ها دارند. از زمان ایجاد گرافن در سال ۲۰۰۴ نیز دانشمندان از آن برای کاربرد‌های مختلفی استفاده کردند. گرافن به‌دلیل استحکام بالا، نازک‌بودن، انعطاف‌پذیری فوق‌العاده، وزن کم و رسانایی عالی گرما و الکتریسیته در صنایع مختلف مانند لوازم الکترونیکی، پنل‌های خورشیدی، نمایشگرها، لباس‌ها، کلاه ایمنی، زره‌های ضدگلوله، هواپیما‌ها و حتی کفش‌ها مورد استفاده قرار گرفته است.

اکنون ورقه‌های طلا می‌توانند همانند گرافن کاربرد‌های گسترده‌ای داشته باشند؛ هرچند فرایند ساخت این ورقه‌ها چندان ساده نبوده است. اتم‌های طلا تمایل به جمع‌شدن به سمت یکدیگر دارند، بنابراین صاف‌کردن و تبدیل آن‌ها صفحات یک‌اتمی دشوار است. دانشمندان داشنگاه لینشوپینگ برای ساخت این ورقه‌ها، لایه‌های نازک سیلیکون را بین لایه‌های تیتانیوم قرار دادند و سپس آن را با طلا پوشاندند.

مرحله دشوار این فرایند، درواقع خارج‌کردن ورقه‌های نازک طلا از دیگر مواد زیرین است. برای انجام این کار، محققان با کمک یک ماده شیمیایی به نام «موراکامی» توانستند این ورقه‌های نازک طلا را خارج کنند. آهنگر‌های قدیمی ژاپنی از این ماده برای ازبین‌بردن بقایای کربن استفاده می‌کردند.

این ورقه‌های نازک طلا در تبدیل دی‌اکسیدکربن، تولید هیدروژن، تصفیه آب و موارد دیگر می‌تواند کاربرد داشته باشد. علاوه‌براین، با این روش می‌توان میزان طلای مورداستفاده در وسایل مختلف را به میزان قابل‌توجهی کاهش داد.