Clau per emportar
- La nova investigació dels científics del MIT assenyalen el camí per adaptar xarxes neuronals a dispositius petits.
- MCUNet permet un aprenentatge profund en sistemes amb capacitat de processament i memòria limitades.
- La innovació també podria permetre dispositius mèdics més intel·ligents i àgils.
Els investigadors diuen que Els altaveus intel·ligents i altres dispositius que formen l'Internet de les coses (IoT) podrien aconseguir algun dia la potència de la xarxa neuronal per fer més amb menys, diuen els investigadors.
Un nou sistema anomenat MCUNet permet dissenyar petites xarxes neuronals en dispositius IoT, fins i tot amb memòria i poder de processament limitats. Segons un article de científics del MIT publicat al servidor de preimpressió Arxiv, la tecnologia podria aportar noves capacitats als dispositius intel·ligents alhora que estalvia energia i millora la seguretat de les dades..
La investigació "és una d'aquestes idees brillants que sembla òbvia quan la escoltes", va dir John Suit, assessor de CTO de l'empresa de robòtica KODA, en una entrevista per correu electrònic. "És un enfocament elegant del problema. Aquesta investigació és tan significativa perquè, finalment, permetran l'optimització en temps real de les xarxes neuronals per a qualsevol dispositiu on els recursos puguin ser coneguts per l'algorisme."
El que realment demostra és que el poder no ha d'estar lligat a la mida..
Càlculs grans en dispositius petits
Els dispositius IoT solen funcionar amb xips d'ordinador sense sistema operatiu, cosa que dificulta l'execució de tasques de reconeixement de patrons com ara l'aprenentatge profund. Per a una anàlisi més intensa, les dades recopilades per IoT sovint es processen al núvol, tot i que són vulnerables a la pirateria.
Hi ha moltes coses que les xarxes neuronals podrien fer per millorar el nombre creixent de dispositius IoT, però la mida ha estat un problema.
"Per tal de moure les xarxes cap al propi dispositiu, cosa que ha resultat difícil, haureu de trobar una manera d'optimitzar l'espai de cerca per a diversos microcontroladors", va explicar Suit. "Un sistema estàndard o genèric no funcionaria a causa de les toleràncies dels recursos als dispositius IoT. Penseu en processadors de molt baixa potència i molt petits en termes de potència de processament."
Aquí és on entra el treball dels investigadors del MIT.
"Com implementem les xarxes neuronals directament en aquests petits dispositius?" l'autor principal de l'estudi, Ji Lin, Ph. D. estudiant del Departament d'Enginyeria Elèctrica i Informàtica del MIT, va dir en un comunicat de premsa. "És una nova àrea de recerca que s'escalfa molt. Empreses com Google i ARM estan treballant en aquesta direcció."
TinyEngine al rescat
El grup del MIT va dissenyar dos components necessaris per al funcionament de xarxes neuronals en microcontroladors. Una part és TinyEngine, que és similar a un sistema operatiu, però elimina el codi fins als seus elements essencials. Un altre és TinyNAS, un algorisme de cerca d'arquitectura neuronal.
"Tenim molts microcontroladors amb diferents capacitats de potència i diferents mides de memòria", va dir Lin. "Així que hem desenvolupat l'algorisme [TinyNAS] per optimitzar l'espai de cerca per a diferents microcontroladors. La naturalesa personalitzada de TinyNAS significa que pot generar xarxes neuronals compactes amb el millor rendiment possible per a un microcontrolador determinat, sense paràmetres innecessaris. A continuació, entreguem el final., model eficient per al microcontrolador."
És un enfocament elegant del problema.
El treball de Lin es podria traduir per fer dispositius mèdics més intel·ligents i àgils.
"El que realment demostra és que el poder no ha d'estar lligat a la mida, i als hospitals, on tot es mou ràpidament en espais reduïts, això pot significar literalment la diferència entre la vida i la mort", Kevin Goodwin, El CEO d'EchoNous, una empresa que fabrica dispositius mèdics assistits per IA, va dir en una entrevista per correu electrònic.
Goodwin va dir que el seu equip va passar anys construint i entrenant una xarxa neuronal que després es podria utilitzar per mapejar les estructures del cor en una ecografia en temps real, tot en un dispositiu de mà anomenat KOSMOS que pesa menys de dues lliures..
"Ara els metges poden moure's fàcilment d'una habitació a una altra obtenint exploracions de qualitat diagnòstica amb guia d'IA", va afegir. "No han d'enviar pacients a altres llocs per a aquestes exploracions ni perdre el temps crític per desinfectar maquinària basada en carros."
MCUNet és una mirada emocionant a un món on els petits gadgets podrien ser més intel·ligents que mai. A mesura que el nombre de dispositius IoT creixi ràpidament, buscarem tot, des d'aparells intel·ligents fins a dispositius mèdics per tenir les seves pròpies xarxes neuronals.
