Иновации борят тъмните страни на AI

Целта е да бъде по-малко лаком за енергия и да реагира по-бързо, когато се налага

Ако сте фен на изкуствения интелект, може би не сте се замисляли дали любимото дете на XXI век има тъмни страни. Ами, за съжаление, има. Харчат много енергия, вземат решенията бавно и имат ограничения в паметта. Затова всяка стъпка, която може да намали потреблението на ток, да ускори мисленето или да се справи с лимита, наложен от чиповете, е добре дошла.

Десетки учени по света работят усилено, за да направят чудото на XXI век по-малко лакомо за енергия, по-бързо мислещо и не толкова зависимо от ограниченията на микрокомпонентите. Това е особено важно за сензорния AI, който трябва да реагира бързо, за да се реализират автономните коли и роботизирането на важни вериги в индустрията.

Йънг Чай от Политехническия университет в Хонконг се фокусира върху създаване не само на специализирани процесори, но и на нови техники за представяне на данни и енергийно ефективни схеми, които намаляват драстично изискванията за мощност, без да се жертва точността или производителността на AI.

“Сегашните сензорни системи за изкуствен интелект като тези за компютърно зрение и аудиообработка например са силно енергоемки заради огромната си изчислителна мощност. Това ги прави трудни за внедряване в среда с ограничени ресурси. Нашите изследвания имат за цел да разработят нови хардуерни архитектури, които могат драстично да намалят изискванията за захранване”, разказва Чай в платформата за технологични иновации Falling Walls по повод своята революционна разработка.

Друго ограничение, с което се сблъскват някои системи с изкуствен интелект, са неприемливите нива на забавяне или бездействие, което може да бъде критично за някои приложения в реално време. “Независимо дали става дума за автономни превозни средства, които трябва да вземат решения за части от секундата, или за системи за промишлена автоматизация, които изискват незабавни реакции, способността за обработка на информация с минимално забавяне е от първостепенно значение”, обяснява Чай. Затова той е екипът му се фокусират върху оптимизирането на изчислителната ефективност и паралелизма на сензорните AI алгоритми чрез специализирани хардуерни ускорители.

Третият проблем, който опитват да решат, е ограничението в паметта. “Сензорната оработка на данни, особено за визуални и аудиозадачи с висока разделителна способност, изисква значителни ресурси в паметта, което може да е значителна пречка за вграждането на такива системи в устройства с ограничена памет в чипа”, обяснява Чай.

Изследователят, който миналата година грабна една от победите на глобалната среща за наука и иновации Falling Walls в Берлин, е убеден, че без тези подобрения не може да бъде отключен пълният потенциал на сензорния изкуствен интелект.

Според него иновациите могат да се прилагат в управление на интелигентни домове и градове, в автономни превозни средства и индустриална автоматизация.

За част от своите иновации Чай и екипът му ползват вдъхновение от природата. “Внимателно проучваме забележителните възможности на биологичните сензорни системи в природата. Доказани и оптимизирани решения, развити от еволюцията, могат да предоставят ценни прозрения и принципи на проектиране, които да доведат до пробиви”, убеден е Чай.

Разработката на иноваторите идва тъкмо навреме. Лакомото поглъщане на ток е ахилесовата пета на изкуствения интелект. Само центровете за данни гълтат около 1% от световното потребление на ток. До 2027 г. цялата AI индустрия може да консумира толкова енергия, колкото страна с размерите на Нидерландия. Въпрос на време е тези числа да се увеличават.

Неотдавна изследователи от университета Carnegie Mellon разгледали емисиите, свързани с 10-те най-популярни задачи с изкуствен интелект на платформата Hugging Face. За всяка задача измерили нужната енергия и оценили емисиите, генерирани от изпълнението на тези задачи. Така стигнали до извода, че генерирането на изображение с помощта на мощен AI модел не само изисква енергия колкото пълното презареждане на средностатистически смартфон, но бълва и доста вредни емисии. Според изчисленията 1000 изображения, генерирани с изкуствен интелект, създават емисии колкото изминаването на 6,5 км със средностатистически автомобил.