Резервуарный микрокомпьютер для беспилотников разработали в СПбГЭТУ «ЛЭТИ». Он позволит создать новое семейство систем ИИ, которые распознают объекты, слова и цифры. Вместо громоздкой системы внутри — устройство, которое помещается на ладони.
Резервуарный компьютер работает на принципах магноники: в процессе участвуют спиновые волны и их кванты магноны. Магноны, которые существуют в магнитных пленках, могут использоваться как носители информации. Также они могут с высокой скоростью выполнять задачи распознавания и классификации, при этом магноны потребляют меньше энергии в сравнении с транзисторными вычислительными устройствами.
Как отмечают разработчики, магнонный физический резервуар представляет собой спин-волновую линию задержки с петлей обратной связи — аппаратный аналог нейросети. В СПбГЭТУ «ЛЭТИ» воспользовались этим и создали первый прототип резервуарного компьютера, который был способен производить нейроморфные вычисления: например, распознавать объекты, измерять температуру. Конструкция состояла из пленочной линии задержки, электронного аттенюатора (электронное устройство, которое уменьшает амплитуду или мощность сигнала без существенного искажения его формы, — прим. ред.) и СВЧ усилителя в петле обратной связи.
В новом исследовании, опубликованном в научном журнале Applied Physics Letters, исследователи усовершенствовали систему управления информационным сигналом, поступающим в резервуар. Для этого на определенный участок магнитной пленки подавался электрический ток, локально меняющий изначально однородное поле подмагничивания. Тем самым регулировалась амплитуда информационного сигнала, обрабатываемого резервуаром. Этот способ позволил напрямую передавать в резервуар битовые сигналы (например, локальное подведение тока – «1», его отсутствие – «0»). Данное решение позволило отказаться от электронного аттенюатора для управления амплитудой сигнала, который использовался в предыдущей версии резервуарного компьютера. Это сделало прототип более компактным. Эксперименты также показали, что для обеспечения предложенного метода работы компьютера потребовалось примерно на порядок меньше энергии в сравнении с аттенюатором.
Новый резервуарный компьютер стал более легким, компактным и энергоэффективным. Такое устройство может быть использовано в новом поколении беспилотных подводных, наземных и воздушных аппаратов.
Ранее Новгородский государственный университет (НовГУ) имени Ярослава Мудрого разработал новую систему технического зрения для гражданских и военных беспилотников любого назначения. Она годится как для БПЛА разного назначения, так и для беспилотных грузовиков или сельхозтехники.
Читать материалы по теме:
В России протестирован один из самых больших в мире чипов для квантовых вычислений
Россия разрабатывает средства для управления высокоскоростной магнитной микроэлектроникой
Разработан новый российский метод быстрой трехкубитной операции на флаксониумах
Россия в пять раз нарастит производство для космоса и электроники сверхпрочных проводов