Kľúčové poznatky
- Nový výskum vedcov z MIT ukazuje spôsob, ako umiestniť neurónové siete do malých zariadení.
- MCUNet umožňuje hlboké učenie na systémoch s obmedzeným výpočtovým výkonom a pamäťou.
- Inovácia by mohla umožniť aj inteligentnejšie a agilnejšie zdravotnícke zariadenia.
Inteligentné reproduktory a ďalšie zariadenia, z ktorých sa skladá internet vecí (IoT), by jedného dňa mohli pomocou neurónovej siete urobiť viac s menej, tvrdia vedci.
Nový systém s názvom MCUNet umožňuje navrhovať malé neurónové siete na zariadeniach internetu vecí, dokonca aj s obmedzenou pamäťou a výkonom spracovania. Podľa článku vedcov z MIT zverejneného na predtlačovom serveri Arxiv by táto technológia mohla priniesť nové možnosti do inteligentných zariadení a zároveň ušetriť energiu a zlepšiť bezpečnosť údajov.
Výskum „je jedným z tých skvelých nápadov, ktoré sa zdajú byť zrejmé, keď ho počujete,“povedal John Suit, poradca CTO v robotickej spoločnosti KODA, v e-mailovom rozhovore. "Je to elegantný prístup k problému. Tento výskum je taký významný, pretože v konečnom dôsledku umožní optimalizáciu neurónových sietí v reálnom čase pre akékoľvek zariadenie, kde algoritmus pozná zdroje."
Toto skutočne ukazuje, že sila nemusí byť viazaná na veľkosť..
Veľké výpočty na malých zariadeniach
Zariadenia internetu vecí zvyčajne bežia na počítačových čipoch bez operačného systému, čo sťažuje vykonávanie úloh rozpoznávania vzorov, ako je napríklad hlboké učenie. Na účely intenzívnejšej analýzy sa údaje zozbierané internetom vecí často spracúvajú v cloude, hoci sú citlivé na hacking.
Neurónové siete môžu urobiť veľa, aby zvýšili počet zariadení internetu vecí, no problémom bola veľkosť.
„Aby ste mohli presunúť siete dolu do samotného zariadenia, čo sa ukázalo ako zložité, museli by ste nájsť spôsob, ako optimalizovať vyhľadávací priestor pre rôzne mikrokontroléry,“vysvetlil Suit. "Štandardný alebo generický systém by nefungoval kvôli toleranciám zdrojov na zariadeniach internetu vecí. Myslite na procesory s veľmi nízkou spotrebou a veľmi malými procesormi z hľadiska výpočtového výkonu."
Práve tam prichádza práca výskumníkov z MIT.
"Ako nasadíme neurónové siete priamo na tieto maličké zariadenia?" hlavná autorka štúdie, Ji Lin, Ph. D. študent na katedre elektrotechniky a informatiky MIT, uviedol v tlačovej správe. „Je to nová oblasť výskumu, ktorá sa stáva veľmi horúcou. Spoločnosti ako Google a ARM pracujú týmto smerom."
TinyEngine to the Rescue
Skupina MIT navrhla dva komponenty potrebné na fungovanie neurónových sietí na mikrokontroléroch. Jednou časťou je TinyEngine, ktorý je podobný operačnému systému, ale kód obmedzuje na jeho podstatné časti. Ďalším je TinyNAS, vyhľadávací algoritmus neurónovej architektúry.
„Máme veľa mikrokontrolérov, ktoré prichádzajú s rôznymi kapacitami napájania a rôznymi veľkosťami pamäte,“povedal Lin. "Takže sme vyvinuli algoritmus [TinyNAS] na optimalizáciu vyhľadávacieho priestoru pre rôzne mikrokontroléry. Prispôsobená povaha TinyNAS znamená, že dokáže generovať kompaktné neurónové siete s najlepším možným výkonom pre daný mikrokontrolér – bez zbytočných parametrov. Potom dodáme finálne, efektívny model pre mikrokontrolér."
Je to elegantný prístup k problému.
Linova práca by mohla viesť k výrobe inteligentnejších a agilnejších zdravotníckych zariadení.
„Toto skutočne ukazuje, že sila nemusí byť viazaná na veľkosť a v nemocniciach, kde sa všetko pohybuje rýchlo v stiesnených priestoroch, to môže doslova znamenať rozdiel medzi životom a smrťou,“Kevin Goodwin, Generálny riaditeľ spoločnosti EchoNous, ktorá vyrába zdravotnícke pomôcky s podporou AI, povedal v e-mailovom rozhovore.
Goodwin povedal, že jeho tím strávil roky budovaním a trénovaním neurónovej siete, ktorá by sa potom dala použiť na mapovanie srdcových štruktúr pri ultrazvukovom skenovaní v reálnom čase – všetko v ručnom zariadení s názvom KOSMOS, ktoré váži menej ako dve libry.
„Lekári sa teraz môžu ľahko pohybovať z miestnosti do miestnosti a získavať skeny v diagnostickej kvalite s vedením AI,“dodal. "Nemusia posielať pacientov inam na tieto skeny alebo strácajú kritický čas dezinfekciou strojov na vozíku."
MCUNet je vzrušujúci pohľad na svet, v ktorom môžu byť malé prístroje inteligentnejšie než kedykoľvek predtým. Keďže počet zariadení internetu vecí rýchlo rastie, budeme hľadať všetko od inteligentných zariadení po lekárske zariadenia, aby sme mali vlastné neurónové siete.
