Drony dostaną mikromózgi. Ile będzie trwał lot dronem z AI?

Budowany przez naukowców miniaturowy chip ma zapewnić dronom sztuczną inteligencję, która może naśladować ludzki mózg. Już teraz systemy AI wspomagają autonomiczne drony, ale są one wyjątkowo zasobożerne. Jeśli system działa lokalnie na urządzeniu (a nie w chmurze, z którą łączy się przez internet), to wymaga on dużej mocy obliczeniowej, a to przekłada się na użycie baterii. Drony są od niej mocno uzależnione, gdyż energię pobierają systemy napędu, stabilizacji, nawigacji, komunikacji i wykrywania.

Duże drony mogą być wyposażone w silniki, więc nie polegają aż w takim stopniu na energii elektrycznej. Minidrony są od niej w dużo większym stopniu zależne, stąd potrzeba optymalizacji jej zużycia. To może zapewnić właśnie chip AI. Dzięki niemu dron może latać już nie 45 minut, ale 4 godziny.

Tym problemem zajął się zespół naukowców z Uniwersytetu w Teksasie pod kierownictwem dr. Suin Yi, który w tym roku uzyskał wsparcie w ramach Young Investigator Program, nadzorowanego przez Air Force Office of Scientific Research. Jego celem jest opracowanie energooszczędnego systemu AI. Badacze tworzą chip, który naśladuje działanie mózgu. Nie musi on działać bez przerwy. Układ aktywuje się, gdy jest potrzebny, dzięki czemu drony mogą latać dłużej.

Urządzenie jest nie większe od ziarenka ryżu, ale kryje ogromny potencjał. Jego funkcje sztucznej inteligencji obejmują m.in. autonomiczne rozpoznawanie obiektów i pilotaż drona. Budowa układu ma zostać ukończona w ciągu 3 lat, czyli możliwe, że będzie gotowy już w 2028 roku.

Podobnie jak w dużych systemach AI skalowanie obecnych technologii sprzętowych nie jest zbyt optymalne, tak również w przypadku miniaturyzacji potrzebna jest inna architektura. Aby zwiększyć energooszczędność, naukowcy zaproponowali wykorzystanie cienkich warstw przewodzących polimerów. To wyjątkowo obiecujący materiał w technologii neuromorficznej, czyli jednostek przetwarzających dane, naśladujących działanie mózgu.

Ten układ neuromorficzny ma odzwierciedlać sposób, w jaki neurony uczą się i podejmują decyzje. Jak wiemy, nasz mózg jest "leniwy" i oszczędza energię, dlatego nieużywane połączenia neuronów są wygaszane i aktywowane dopiero wtedy, gdy sytuacja tego wymaga (choć oczywiście zdarzają się glitche albo dysfunkcje). O ile jednak człowiek może dostarczać sobie energię na bieżąco poprzez odżywianie, o tyle dron w powietrzu nie ma za bardzo, jak się ładować. Selektywne aktywowanie funkcji AI pomoże mu więc zredukować użycie energii do niezbędnego minimum.

Komputery z technologią neuromorficzną nie są nowością. Taką inspirację mózgiem zaproponował już w latach 80. XX wieku naukowiec Carver Mead, a ostatnio, w 2024 roku, Intel zaprezentował komputer neuromorficzny Hala Point, napędzany tysiącem nowoczesnych chipów AI, który działa 50 razy szybciej od konwencjonalnych komputerów.

Cały czas mowa tu o sprzęcie, a co z oprogramowaniem? Także ono jest już rozwijane. Joint Artificial Intelligence Center tworzy dedykowany software, który będzie się uruchamiał na neuromorficznym hardwarze. Budowane są m.in. systemy, które mogą przekazywać dane z sensorów wszystkich urządzeń połączonych z siecią do specjalnych jednostek obliczeniowych. Ma to zapewnić większą świadomość sytuacyjną - zarówno rojów dronów, jak i robotów czy urządzeń ubieralnych, takich jak gogle VR czy AR.

Naukowcy nie rozgryźli jeszcze całkowicie mózgu i nadal pozostaje on największą zagadką w świecie biologii. To prawdopodobnie najzdolniejszy, ale też najbardziej wydajny pod względem użycia energii komputer we wszechświecie. To może się jednak zmienić w tym stuleciu, jeśli prace nad silną sztuczną inteligencją (AGI) zakończą się powodzeniem. Taka superinteligencja ma przewyższyć zdolności człowieka, a następnie całej ludzkości. Póki co jednak to mózg stanowi inspirację dla AI (sieci neuronowych) i procesorów. W przyszłości te role mogą się odwrócić.