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Il chip LightTok crea token dalla luce: droni in volo più a lungo?
Un gruppo guidato dall’Università di Nanchino ha sviluppato LightTok, un chip capace di trasformare direttamente la luce in dati utilizzabili dai sistemi di intelligenza artificiale. Il dispositivo genera i token nello stesso punto in cui viene acquisita l’immagine. Evita così diversi trasferimenti di dati che consumano energia e rallentano l’elaborazione. L’architettura è descritta in uno studio pubblicato sulla rivista Nature Sensors.
Nei sistemi convenzionali, un sensore cattura la luce e un convertitore analogico-digitale traduce il segnale in pixel. Le immagini vengono poi conservate temporaneamente, trasferite a un altro processore, suddivise in riquadri e trasformate in token visivi leggibili dal modello. Una ricerca citata dagli autori attribuisce in media al solo convertitore il 66% del consumo energetico di un sensore d’immagine.
LightTok comprime questa pipeline in un’unica operazione, integrando rilevamento, memoria e calcolo in ciascun pixel. La matrice impiega disolfuro di molibdeno, un materiale bidimensionale sensibile alla luce che può essere prodotto in fogli dello spessore di un solo atomo. Il relativo fototransistor a gate flottante converte i fotoni in corrente elettrica e conserva una carica, permettendo al pixel di ricordare il segnale ricevuto e di usarlo nel calcolo.
Nei test di riconoscimento delle immagini, il prototipo ha raggiunto un’accuratezza dell’87,3% e un’efficienza energetica dieci volte superiore nella conversione della luce in token rispetto alla pipeline tradizionale. Ridurre gli spostamenti fra sensore, memoria e processore può tradursi in maggiore autonomia e minore latenza per droni, robot e macchine autonome. Lo sviluppo di hardware costruito intorno ai carichi dell’IA si collega anche alla nostra analisi sui modelli IA open destinati al quantum computing, un altro ambito nel quale software e architetture specializzate vengono progettati insieme.
Il gruppo indica il telerilevamento come una possibile applicazione: un drone impiegato sopra una zona colpita da un disastro potrebbe analizzare le immagini localmente e prolungare il volo, senza inviare continuamente grandi quantità di dati al cloud. Secondo i ricercatori, l’architettura potrebbe essere ampliata sfruttando processi CMOS, gli stessi impiegati per fabbricare numerosi chip e sensori presenti in smartphone, computer e velivoli autonomi.
Il limite è ancora sostanziale: LightTok dispone di appena 32 x 32 pixel fotosensibili, quindi servirà dimostrare che la matrice può crescere fino a risoluzioni utili mantenendo accuratezza, uniformità produttiva e vantaggio energetico.
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