تحقيق تقدم في التكنولوجيا المحمولة: شرائح الذكاء الاصطناعي للعلماء الصينيين تحدد معايير جديدة لكفاءة الطاقة

حقق علماء صينيون قفزات رائدة في مجال تكنولوجيا شرائح الذكاء الاصطناعي (AI)، وكشفوا عنشرائح فائقة انخفاض استهلاك الطاقة بأداء لا مثيل له في مؤتمر IEEE الدولي للدوائر ذات الحالة الصلبة (ISSCC) 2024. بقيادة البروفيسور تشو جون وفريقه من جامعة الإلكترونيات والعلوم والتكنولوجيا في الصين (UESTC)، تمثل هذه الابتكارات قفزة كبيرة في السعي نحو حلول ذكاء اصطناعي موفرة للطاقة مصممة للأجهزة المحمولة.

عالم صيني يحدد شرائح الذكاء الاصطناعي للتحكم الصوتي دون اتصال

غالباً ما تكافح شرائح الذكاء الاصطناعي التقليدية مع استهلاك الطاقة العالي، مما يحد من تطبيقها العملي في السيناريوهات الواقعية. ومع ذلك، من خلال التحسينات الدقيقة للخوارزميات والهندسة المعمارية، نجح البروفيسور تشو وفريقه في التخفيف بشكل كبير من هذا التحدي، ممهداً الطريق لعصر جديد من شرائح الذكاء الاصطناعي الموفرة للطاقة.

الشريحة الأولى التي قدمها فريق UESTC مصممة لإحداث ثورة في التحكم الصوتي دون اتصال في الأجهزة الذكية. على عكس الشرائح التقليدية، التي تكافح مع تداخل الضوضاء واستهلاك طاقة الاستيقاظ العالي، تتميز هذه الشريحة المبتكرة بهندسة معمارية جديدة مصممة لتحديد الكلمات المفتاحية والتحقق من المتحدث.

باستخدام محركات حسابية ديناميكية، ودوائر تكيف ضوضاء، ودوائر متكاملة للتعرف على الكلمات المفتاحية والمتحدثين، تحقق هذه الشريحة كفاءة طاقة ملحوظة. مع استهلاك طاقة للتعرف أقل من ميكرو جول واحد لكل حالة. ومن المثير للاهتمام، أنها تحافظ على معدل دقة يتجاوز 95% في البيئات الهادئة و90% في الإعدادات الصاخبة، مما يحدد معايير عالمية جديدة في كل من كفاءة الطاقة والدقة.

في عرض مقنع، تم دمج الشريحة بسلاسة في سيارة لعبة. مما يظهر تطبيقاتها المحتملة في سيناريوهات التحكم الصوتي منخفضة الطاقة المختلفة مثل المنازل الذكية، والأجهزة القابلة للارتداء، والألعاب التفاعلية. إن تنوع هذه الشريحة وكفاءتها يبشر بعصر جديد من التفاعل السلس بين الإنسان والآلة، مما يعد بتحسين تجارب المستخدم وإطالة عمر البطارية في الأجهزة المحمولة.

عالم صيني يحدد شرائح الذكاء الاصطناعي للتحكم الصوتي دون اتصال لتمكين الرعاية الصحية باكتشاف النوبات

تستهدف الشريحة الثانية التي كشف عنها فريق UESTC تطبيقاً حاسماً في الرعاية الصحية، aiding في اكتشاف النوبات لدى الأفراد المصابين بالصرع. مصممة للاستخدام في الأجهزة القابلة للارتداء، تستخدم هذه الشريحة التعرف على تخطيط أمواج الدماغ (EEG) لتحديد إشارات النوبات الصرعية. هذا يتيح التدخل الطبي والمساعدة في الوقت المناسب. على عكس التصاميم الحالية التي تعتمد على بيانات المريض الواسعة للتدريب، تستخدم هذه الشريحة خوارزمية إعادة تدريب صفرية (zero-shot)، مما يلغي الحاجة إلى عمليات جمع البيانات المكلفة وتستغرق وقتاً طويلاً.

مع معدل دقة مذهل يتجاوز 98%， توفر هذه الشريحة حلاً موثوقاً لاكتشاف النوبات. وبالتالي، تمكين المرضى من مزيد من الاستقلالية وراحة البال.

علاوة على ذلك، فإن كفاءة الطاقة للشريحة لا مثيل لها. بفخرها باستهلاك طاقة متوسط للتعرف يبلغ 0.07 ميكرو جول فقط، مما يجعلها التصميم الأكثر كفاءة في استهلاك الطاقة من نوعه دولياً. لا يعزز هذا الإنجاز المذهل عملية الشريحة فحسب، بل يفتح أيضاً أبواباً لتطبيقات أوسع في واجهات الدماغ والحاسوب ومراقبة النوم.

عالم صيني يطور شرائح ذكاء اصطناعي لرواية واجهات الدماغ والحاسوب

في عرض جذاب في مؤتمر ISSCC، أظهر الشريحة براعتها في معالجة إشارات تخطيط أمواج الدماغ (EEG) في الوقت الفعلي. يهدف هذا إلى تمكين المستخدمين من التحكم في حركة الروبوت من خلال أوامر حركية متخيلة. يؤكد هذا الإنجاز التطبيقات المحتملة للشريحة بما يتجاوز اكتشاف النوبات، مما يلمح إلى مستقبل حيثتتداخل واجهات الذكاء الاصطناعي بسلاسة مع الدماغ البشري، مما يفتح آفاقاً جديدة في التعاون بين الإنسان والآلة.

تمثل العمل الرائد للبروفيسور تشو جون وفريقه تحولاً نموذجياً في تكنولوجيا شرائح الذكاء الاصطناعي، مع آثار تمتد عبر الرعاية الصحية، والإلكترونيات الاستهلاكية، وما وراء ذلك. مع شراكات استراتيجية مع قادة الصناعة مثل SenseTime وHuawei Technologies وBOE، فإن فريق UESTC مستعد لدفع مزيد من الابتكار وتشكيل مستقبل الأجهزة المحمولة المدعومة بالذكاء الاصطناعي. بينما ترسخ الصين مكانتها كقائد عالمي في تكنولوجيا شرائح الذكاء الاصطناعي، تم إعداد المسرح لعصر جديد من الحوسبة الموفرة للطاقة، مما يغير طريقة تفاعلنا مع التكنولوجيا يومياً.

لذلك، فإن الكشف عن هذه الشرائح الموفرة للطاقة للذكاء الاصطناعي يمثل علامة فارقة في السعي نحو حلول الحوسبة المستدامة. مما يؤكد براعة الصين في الابتكار شبه الموصل والتزامها بدفع التقدم التكنولوجي من أجل تحسين المجتمع.