Modüler mimari, algılayıcı ve işlemcilerin eklenip çıkarılmasını mümkün hale getiriyor.
Çipler veya diğer adıyla yongalar her şeyde: Akıllı telefonlarda, süperbilgisayarlarda, uzaktan algılayan robotlarda… Şimdiyse Massachusetts Teknoloji Enstitüsünde (MIT) çalışan araştırmacılar, algılayıcı ve işlemcilerin tıpkı LEGO parçaları gibi kolayca değiştirilmesini veya birbirine eklenmesini sağlayan elektronik bir çip tasarımı oluşturmuşlar. Bunun gibi yeniden düzenlenebilen modüler bir çip sayesinde akıllı telefonların, bilgisayarların ve diğer cihazların özellikleri fazla atık oluşmadan yükseltilebilir. Yeni teknoloji, yapay zeka uygulamalarında da fayda sunabilir. Teknolojinin tarif edildiği makale, bu hafta Nature Electronics bülteninde yayımlandı.
Peki çip nasıl tasarlanmış? Çip, algılama ve işleme için farklı katmanlara sahip. Çipin katmanları, bakır kablolar yerine optik sinyaller (daha özel bir ifadeyle ışık yayan diyotlar [LED]) aracılığıyla iç kısımdan iletişim kuruyor. Bu iki özellik, katmanlarda yer alan çeşitli öğelerin diğer öğelerle kolayca değiştirilmesini mümkün kılıyor.
MIT’de makine mühendisliği yardımcı profesörü olan Jeehwan Kim, basın bülteninde şöyle aktarıyor: “Sensör ağlarına dayalı nesnelerin interneti çağına girerken, birden çok işleve sahip uç hesaplama cihazlarına olan talep de çarpıcı ölçüde artacak. Bizim önerdiğimiz donanım mimarisi, gelecekte çok yönlü uç bilişim kabiliyeti sağlayacak.” (Uç bilişim, veriyi merkezi bir sunucuya bağlanmadan bağımsız şekilde işleyebilen elektronik cihazları kapsıyor).
Araştırma takımı, çipin basit görevlerde nasıl performans gösterdiğini test etmek için görüntü sensörleri, LED’ler ve “yapay beyin sinapsları” içeren bir işlemciyle prototip oluşturmuş. Silikon, gümüş ve bakırdan yapılma bileşenler olan bu yapay sinapslar, beynin bilgiyi aktarma şeklini taklit ediyor (araştırmacılar bu yapıya memristor adını da vermiş). Bilgiyi sadece ikili sistemde (0 veya 1 şeklinde) iletmeyen memristorlardan çıkan elektrik akımının gücü, giren akımın gücüne bağlı. Bu sayede sinyallerin kuvvetlerine göre bir dizi değer elde ediliyor. Üstelik çip, hangi değerin hangi sinyal gücüyle ilişkili olduğunu sürekli şekilde hatırlıyor ve böylelikle yapılan hesaplamalar sabit kalıyor. Bu nöronların birbirine bağlandığı bir devre veya dizide, sinyaller çip üzerinde doğrudan işlenip sınıflandırılabiliyor.
Araştırmacılar, çiplerin üst üste yerleştirildiği bir yapıyı M, I ve T harflerini (MIT için) tanıması amacıyla eğitmiş. Görsel sinyali almak için ışık algılayıcı taşıyan çip, sonrasında sinyali diğer katmanlara göndermiş. Görüntüyü LED piksellerden oluşan bir dizi şeklinde kodlayan diğer katmanlar, sinyali de gelen ışığın gücüne göre sınıflandırılmış. Araştırmacılar lazer ışığı kullanarak çipe farklı harfler yansıtırken, çip de verilen harfi genel olarak tanımayı başarmış. Fakat daha net ve daha parlak görüntülerde daha yüksek performans elde edilmiş. Araştırmacılar bir noktada, çipin bulanık görüntüleri daha iyi anlamasına yardımcı olan bir “gürültü arındırma” işlemcisi eklemiş.
Araştırma takımı, bu modüler kabiliyet ile birlikte akıllı telefon kameralarına görüntü tanıma gibi özellikler veya elektronik ciltlere sağlık takip sensörleri eklenebileceğini düşünüyor.
“Her bir katmanı bir bilgisayar oyunu gibi ayrı ayrı satılabilen genel bir çip platformu yapabiliriz” diyor Jeehwan Kim. “Görüntü veya ses tanıma için farklı tipte yapay sinir ağları yapabilir ve müşterinin istediğini seçmesine, mevcut bir çipe LEGO gibi ekleme yapmasına olanak sağlayabiliriz.”
Yazar: Charlotte Hu/Popular Science. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
