Новый гибкий ИИ-чип для умной электроники тоньше человеческого волоса
Умные носимые устройства обещают многое, и хотя некоторые инновации впечатляют, потенциал их до сих пор полностью не раскрыт. Одно из главных препятствий — используемые в них микросхемы: они жесткие, хрупкие и потребляют много энергии.
Китайские ученые эту проблему решили. Они разработали семейство гибких чипов FLEXI. Эти компоненты тоньше человеческого волоса, выдерживают тысячи сгибаний и обладают встроенным искусственным интеллектом.
Гибкое решение
Статья о разработке вышла в журнале Nature. Там подробно описан дизайн чипа и выполняемые им сложные ИИ-задачи. Например, он может в реальном времени обрабатывать данные с датчиков тела для выявления таких показателей здоровья, как аритмия.
Это стало возможным благодаря одной из самых впечатляющих особенностей FLEXI: в отличие от большинства современных носимых устройств, он обрабатывает информацию непосредственно на чипе, не отправляя ее на внешний компьютер. ИИ встроен в саму схему чипа — компоненты памяти выполняют вычисления над хранящимися там данными. Это устраняет необходимость передачи информации между разными частями чипа, экономя время и энергию.
Сам чип — не жесткий кремниевый блок, а тонкая пластиковая пленка. В нем используются схемы на основе низкотемпературного поликристаллического кремния, нанесенные на гибкую пластиковую подложку. Поскольку вся система напечатана на этой эластичной поверхности, ее можно растягивать, скручивать и даже сминать, не повреждая микроскопические ИИ-схемы внутри, что идеально для умных носимых устройств.
Разработчики подвергли FLEXI серии жестких испытаний. Чип выдержал более 40 000 циклов сгибания и складывался до радиуса всего в один миллиметр без потери производительности.
Реальные результаты
Исследователи также протестировали FLEXI на практических медицинских задачах, собирая данные группы добровольцев. Он определял аритмию с точностью 99,2% и отслеживал повседневную активность (ходьбу, езду на велосипеде) с точностью 97,4%. Но на этом впечатляющие результаты не заканчиваются.
Самая компактная версия чипа FLEXI-1 занимает площадь всего 31,12 квадратных миллиметров, содержит 10 628 транзисторов и расходует всего 55,94 микроватта в режиме сверхнизкого энергопотребления — это меньше 1% по сравнению со стандартными аналогами.
Он также дешев в производстве: при массовом выпуске стоимость одного чипа FLEXI составит меньше одного доллара.
«FLEXI предлагает экономичное, высокотехнологичное и надежное решение, способное выдерживать механические нагрузки и обеспечивать долгосрочную стабильность работы», — написали ученые в статье.
Теперь команда планирует интегрировать в чип больше датчиков и увеличить его сложность.
