La puce radar de faible puissance utilise des réseaux de neurones à pointes

Imec prétend avoir construit la première puce au monde basée sur un réseau de neurones à pics (SNN) pour le traitement du signal radar, permettant la création d'applications telles que des systèmes radar anti-collision intelligents et de faible puissance pour les drones qui identifient les objets qui s'approchent en quelques millisecondes. /P>

Imitant la façon dont les groupes de neurones biologiques fonctionnent pour reconnaître les modèles temporels, imec a déclaré que sa puce consomme 100 fois moins d'énergie que les implémentations traditionnelles tout en présentant une réduction de la latence par dix, permettant une prise de décision presque instantanée. Par exemple, les signatures radar micro-Doppler peuvent être classées en utilisant seulement 30 mW de puissance. Alors que l'architecture et les algorithmes de la puce peuvent facilement être réglés pour traiter une variété de données de capteurs (y compris les flux d'électrocardiogramme, de parole, de sonar, de radar et de lidar), son premier cas d'utilisation englobera la création d'un anti-puce à faible consommation et très intelligent. système de radar de collision pour drones qui peut réagir beaucoup plus efficacement à l'approche d'objets.

Les réseaux de neurones artificiels (ANN) ont déjà été établis dans un large éventail de domaines d'application. Ils sont un ingrédient clé, par exemple, des systèmes anticollision à base de radar couramment utilisés dans l'industrie automobile. Mais les ANN ont des limites. D'une part, ils consomment trop d'énergie pour être intégrés dans des dispositifs (capteurs) de plus en plus contraints. De plus, l'architecture sous-jacente et le formatage des données des ANN nécessitent que les données entreprennent un voyage fastidieux du dispositif de capteur à l'algorithme d'inférence de l'IA avant qu'une décision puisse être prise. C'est là que l'augmentation des réseaux de neurones (SNN) peut être utile.

"Aujourd'hui, nous présentons la première puce au monde qui traite les signaux radar à l'aide d'un réseau de neurones à pics récurrents", a déclaré Ilja Ocket, responsable du programme de détection neuromorphique à l'imec. « Les SNN fonctionnent de manière très similaire aux réseaux de neurones biologiques, dans lesquels les neurones déclenchent des impulsions électriques de manière éparse au fil du temps, et uniquement lorsque l'entrée sensorielle change. Ainsi, la consommation d'énergie peut être considérablement réduite. De plus, les neurones à pic de notre puce peuvent être connectés de manière récurrente, transformant le SNN en un système dynamique qui apprend et se souvient des modèles temporels. La technologie que nous introduisons aujourd'hui est un grand pas en avant dans le développement de systèmes véritablement autodidactes. »

Imec a déclaré que sa puce était initialement conçue pour prendre en charge l'électrocardiogramme (ECG) et le traitement de la parole dans les appareils à faible consommation d'énergie. Son architecture générique basée sur une toute nouvelle conception de matériel numérique signifie qu'il peut également être facilement reconfiguré pour traiter une variété d'autres entrées sensorielles telles que les données sonar, radar et lidar. Contrairement aux implémentations SNN analogiques, la conception numérique événementielle d'imec fait en sorte que la puce se comporte exactement et de manière répétée comme prévu par les outils de simulation de réseau neuronal.

Système anti-collision intelligent à faible consommation pour drones (et voitures)

Une application clé de la nouvelle puce imec est un système anti-collision à faible latence et faible consommation pour les drones. L'industrie des drones - encore plus que le secteur automobile - fonctionne avec des appareils contraints (par exemple, une capacité de batterie limitée) qui doivent réagir rapidement aux changements de leur environnement afin de réagir de manière appropriée à l'approche d'obstacles. Faisant son traitement à proximité du capteur radar, la puce devrait permettre au système de détection radar de distinguer beaucoup plus rapidement – ​​et avec précision – entre les objets qui s'approchent. À son tour, imec a déclaré que cela permettrait aux drones de réagir presque instantanément à des situations potentiellement dangereuses.

Ocket a commenté :« Un scénario que nous explorons actuellement comprend des drones autonomes qui dépendent de leurs systèmes de caméras et de capteurs radar embarqués pour la navigation en entrepôt, en gardant une distance de sécurité avec les murs et les étagères tout en effectuant des tâches complexes. Cette technologie pourrait également être utilisée dans de nombreux autres cas d'utilisation, des scénarios de robotique au déploiement de véhicules à guidage automatique (AGV) et même à la surveillance de la santé. » La puce répond à une demande de réseaux de neurones à faible consommation qui apprennent des données et permettent une IA personnalisée. Pour créer la puce, imec a fait travailler ensemble des experts de diverses disciplines au sein de l'institut de recherche - du développement d'algorithmes de formation et d'architectures de réseaux neuronaux à pointes qui prennent comme base les neurosciences, au traitement des signaux biomédicaux et radar et à la conception de puces numériques à ultra-basse consommation. .

>> Cet article a été initialement publié le notre site frère, EE Times Europe.