С напредването на технологиите учените и инженерите водят ежедневна война с ограниченията в размера, мащабируемостта и консумацията на енергия. Нарастващите изисквания, свързани с изкуствения интелект и данните непрекъснато стимулират нуждата от широкомащабно захранване и охлаждане на хардуера в центровете за данни, който изпълнява всичко – от прости задачи по анализ до сложни изчисления.

Въпреки тези тенденции на растеж, група европейски изследователи се опитва да се справи с тези предизвикателства от съвсем различен ъгъл – и го прави, като изучава някои от най-малките и най-добри навигатори в природата.

GPS е нещо повече от начин да стигнем от точка А до точка Б. Нашите смартфони, превозни средства, дронове, камери, носими устройства и безброй други технологии разчитат на него и на сложните изчисления, които го поддържат, за да осигурят съвременните удобства, на които се наслаждаваме всеки ден.

Въпреки че някои устройства може да са малки, количеството изчислителна мощност, която ги поддържа, за да обработват, предават и представят данни GPS данни е огромно. Какво би станало, ако част от тази изчислителна мощ и мощта за вземане на решения може да бъде доставена от нещо, което не е по-голямо от семенце и използва само микровати енергия? Точно това се опитва да направи екипът на InsectNeuroNano.

Типичната медоносна пчела е с размери около 12,7 милиметра, може да тежи от 0,0035 до 0,007 унции (~100 до ~200 милиграма) и може да прелети от 1,6 до 9,7 километра в търсене на храна. Пчелите са оборудвани с „бордови GPS“, който им позволява да определят местоположението си, като анализират моделите в небето и оценяват тези модели спрямо собствената си скорост.

Тази способност им позволява да извършват множество пътувания до и от кошера всеки ден, без да се изгубят, докато обработват еквивалента на около 10 трилиона операции в секунда и използват от 10 микровата (0,00001 вата) до един сентиват (0,01 вата) енергия.

В перспектива една пчела се движи в триизмерно пространство и прави корекции на полета въз основа на данни в реално време, като същевременно общува с други пчели и намира храна – и всичко това с около 10 микровата енергия. Един Intel Core Ultra 285K, който може да бъде повече от 300-500 пъти по-тежък от средната пчела, би се нуждаел от 10 до 15 вата за захранване на NPU и SoC, докато обработва подобно натоварване от 10 TOPS. Дори при консервативни 10 вата пчелата използва 1 000 000 пъти по-малко енергия, за да изпълни работното си натоварване.

Андерс Микелсен от университета в Лунд, заедно с изследователи от няколко университета в Европа има мисия да създаде вдъхновен от насекомите чип с ниска консумация на енергия, който може да имитира способността на пчелата да определя позицията си без външна обработка.

Подходът на екипа се фокусира по-малко върху традиционното обучение на изкуствен интелект и повече върху концепции, вкоренени в естествения интелект, като се използват нанофотонни вериги. За разлика от традиционните вериги, нанофотонните вериги превеждат светлината през изключително малки структури на чипа с размери милиардни части от метъра. Крайният резултат би могъл да доведе до създаването на високоспециализирани чипове, способни да изпълняват една много специфична, но изключително ефективна задача.

При успех тези миниатюрни специализирани чипове биха могли да се използват за различни цели – от сензори за околната среда до малки автономни роботи, натоварени с почистването на замърсявания, изграждането на структури или подобряването на опрашването в определени райони. Но едва ли скоро ще видим облаци от роботизирани насекоми в небето. Според Микелсен до превръщането на днешните прототипи в рояци от насекоми може да минат още десет години.