Duke Engineering wprowadza innowacje w zakresie drukowanego sprzętu AI nadającego się do recyklingu

Duke Engineering uruchomił inicjatywę Beyond the Horizon, aby zapewnić zespołom interdyscyplinarnym znaczne inwestycje w celu rozpoczęcia realizacji projektów obarczonych niezwykle wysokim ryzykiem i zapewniających wysoką nagrodę, które mogą mieć głęboki, transformacyjny wpływ na społeczeństwo. Do pierwszej rundy finansowania wybrano sześć propozycji, które odegrają kluczową rolę w kształtowaniu przyszłego profilu badawczego i dydaktycznego Duke Engineering. Każde z nich wykorzystuje wyjątkowe mocne strony szkoły i obiecuje pomóc w określeniu przyszłości odpowiednich dziedzin. 

Jaki temat w tym momencie historycznym wywołuje więcej szumu niż sztuczna inteligencja? Jego możliwości – i możliwe implikacje dla prywatności, równości i pracy – pojawiły się na horyzoncie badawczym niczym nowy, niewyraźny świat. Chociaż chęć odkrywania sztucznej inteligencji i opracowywania odpowiedzialnych aplikacji jest duża, moc obliczeniowa wymagana do obsługi rozwijającej się technologii jest absolutnie ogromna.

Tradycyjne zakłady produkcyjne zużywają dużo energii i wody oraz wytwarzają tony odpadów elektronicznych. Taki poziom konsumpcji, powiedział Adiunkt Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej (ECE) Tania Roy, jest niezrównoważony.

„W tej chwili obwody są tak energochłonne, że zwykle musimy uzyskiwać dostęp do zdalnych serwerów, które wyglądają jak elektrownie. One też muszą być chłodzone jak elektrownie” – powiedział Roy, który opracowuje nowe typy urządzeń półprzewodnikowych do zastosowań AI. Roy zacytował prace badaczy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside, z których wynika, że w 2021 r. centra danych Google w USA zużyły 12,7 miliarda litrów świeżej wody – w większości czystej i nadającej się do picia. Zdaniem autorów z tej samej ilości wody można byłoby wyprodukować 5,7 miliona pojazdów elektrycznych.

Nowy, bardziej kompaktowy sprzęt będzie zużywał mniej energii i zajmował mniejszą powierzchnię. To część I badań, które Roy proponuje w swoim projekcie zatytułowanym „Niezależna sztuczna inteligencja z możliwością recyklingu z obsługą sieci neuronowej (INNER-I)”. Część II dotyczy rzeczywistych procesów stosowanych do produkcji nowego sprzętu, który musi być zarówno niedrogi, jak i nadawać się do recyklingu, aby był zrównoważony w dłuższej perspektywie. Jej współkierownik i kolega z Duke ECE, Yiran Chen będzie wspólnie projektować przyszłą generację wydajnych urządzeń Współkierownik Duke ECE, Aaron Franklin, który jest pionierem technologii półprzewodników nadających się do druku i w pełni podlegających recyklingowi. Współpraca przy projekcie jest również Profesor chemii Duke Michael Therien, który współpracował z Franklinem nad opracowaniem specjalnych atramentów na bazie wody stosowanych w jego tranzystorach nadających się do druku.

Inżynierowie Duke wynaleźli pierwszą na świecie drukowaną elektronikę w pełni nadającą się do recyklingu, którą można wyprodukować przy użyciu wody zamiast toksycznych chemikaliów.

Pożądany rezultat? Drukowane urządzenia nadające się do recyklingu, korzystające z obwodów neuromorficznych, których wydajna konstrukcja inspirowana jest ludzkim mózgiem i które są wystarczająco szybkie, aby sprostać wymaganiom aplikacji AI, wraz ze wstępną strukturą systemu sztucznej inteligencji obsługiwanego przez te urządzenia. „Duke stanie się centrum, w którym produkowane są obwody sztucznej inteligencji nadające się do recyklingu” – przewidywał Roy. Jej celem jest ukończenie prototypu urządzenia w jej nowym ośrodku do końca pierwszego roku jego funkcjonowania.

„Istnieją niemal nieograniczone możliwości drukowania urządzeń neuromorficznych z atramentów na bazie nanomateriałów, co otwiera drogę dla technologii bardziej zrównoważonych dla środowiska” – powiedział Franklin. „Będziemy analizować wiele opcji, aby określić, które nanomateriały, warunki drukowania i projekty urządzeń zapewniają wydajność niezbędną do wprowadzenia technologii neuromorficznych”.

Pomysł ten jest obiecujący nie tylko pod względem zrównoważonego rozwoju, ale także dostępności.

„Powodem, dla którego w USA tak niewielu wykładowców zajmuje się urządzeniami, są wygórowane koszty” – powiedział Roy. „Potrzebujemy dostępu do pomieszczeń czystych i zaawansowanego sprzętu do charakteryzowania produkowanych przez nas urządzeń. Jeśli uda nam się wyprodukować wysokiej jakości elektronikę stołową, możemy zapewnić każdemu dostęp do badań i rozwoju tych urządzeń.

(C) Uniwersytet Duke'a

Oryginalne źródło artykułu: WRALTechWire