研究者たちは AI を活用してワイヤレス チップを設計し、時間とコストを大幅に削減しながら新しい機能を発見しました。この画期的な進歩により、ワイヤレス テクノロジーとチップ設計は永遠に変わるでしょう。
最先端のワイヤレス技術に不可欠な特殊なマイクロチップは、従来、設計が難しく、コストもかかるものでした。しかし、プリンストン工学部とインド工科大学マドラス校 (IIT マドラス) の研究者による画期的な開発により、このプロセスに革命がもたらされるでしょう。人工知能を活用することで、チームはチップ設計にかかる時間とコストを大幅に削減するとともに、ワイヤレスの速度とパフォーマンスの向上に対する高まる需要を満たす新しい機能を発見しました。
研究で 公表 研究者らは、ネイチャー・コミュニケーションズ誌で、AIが特定の設計パラメータに基づいてマイクロチップ内に複雑な電磁気構造と関連回路を作成するという革新的なアプローチを詳細に発表した。かつては熟練した労働力を数週間必要としていた作業が、今ではわずか数時間で完了できるようになった。
さらに興味深いのは、AI が非常に珍しい回路パターンを持つ設計を生成し、従来の人間が開発した設計に代わる魅力的な選択肢を提供していることです。
「私たちは複雑でランダムな形に見える構造を考案しており、それを回路に接続すると、これまで達成できなかったパフォーマンスを生み出します。人間はそれを本当に理解することはできませんが、よりうまく機能する可能性があります」とプリンストン大学の電気・コンピュータ工学教授で筆頭著者のカウシク・セングプタ氏は述べた。 ニュースリリース.
セングプタ氏は、次世代通信の開発を目的としたプリンストンの産業パートナーシッププログラム「NextG」の共同ディレクターも務めている。
AI 主導の設計プロセスにより、エネルギー効率に合わせて調整された回路や、幅広い周波数範囲で動作可能な回路の作成が可能になります。これは、既存の技術では現在実現できない機能です。さらに、複雑な構造を合成するのに数週間かかることもある従来の設計アルゴリズムも、AI の数分で実現できるようになりました。
「この研究は、説得力のある未来像を示しています」と、共同執筆者のインド工科大学マドラス校電気工学准教授ウダイ・カンコジェ氏はニュースリリースで述べた。「AIは、時間のかかる電磁気シミュレーションを加速するだけでなく、これまで未開拓だった設計空間の探究を可能にし、通常の経験則や人間の直感に反する、驚くほど高性能なデバイスを実現します。」
ワイヤレス チップは、標準的な電子回路と、アンテナや信号スプリッターなどの電磁構造を融合したものです。これらの要素は、調和して機能するように細心の注意を払って調整する必要があり、プロセスは非常に複雑で時間がかかります。ワイヤレス通信から自動運転、レーダー技術まで、さまざまなアプリケーションがこの複雑な設計作業に依存しています。
「従来の設計では、信号がチップ内で希望どおりに流れるように、これらの回路と電磁要素を一つ一つ慎重に組み合わせていました。これらの構造を変更することで、新しい特性を取り入れることができます」とセングプタ氏は付け加えた。「以前は、これを行う方法は限られていましたが、今では選択肢がはるかに広がっています。」
チップ設計の範囲は、ほとんど理解不能です。高度なチップ内の潜在的な構成は、宇宙の原子の数をはるかに超えています。従来の設計者は、下から上へと構築するという方法でこのタスクに取り組みますが、AI はチップを全体として考慮し、斬新で効果的な配置を生み出します。
ただし、AI が生成する可能性のある誤った構成を修正するには、人間による監視が依然として重要です。
「人間のデザイナーが修正しなければならない落とし穴がまだある」とセングプタ氏は付け加えた。「重要なのは、人間のデザイナーをツールに置き換えることではありません。新しいツールで生産性を高めることです。人間の頭脳は、新しいものを作ったり発明したりするのに最も有効に活用され、より日常的で実用的な作業はこれらのツールに任せることができます。」
AI システムの機能は、ブロードバンド アンプの回路と共同設計された複雑な電磁構造の開発においてすでに有望であることが示されています。今後、セングプタ氏と彼のチームは、この AI アプローチを使用して複数の構造をリンクし、ワイヤレス チップ全体を設計することに重点を置く予定です。
「これが有望であることがわかったので、より複雑なシステムや設計について考えるための大きな取り組みが行われている」とセングプタ氏は付け加えた。「この分野の将来を考えると、これは氷山の一角にすぎない」
この研究は、無線通信とチップ設計の分野における大きな進歩を反映しています。
この AI 主導の方法論は、マイクロチップの設計方法を変革することで、ワイヤレス技術に依存する産業を再構築し、より高速で効率的かつ革新的な電子機器への道を開く可能性を秘めています。