Пчелите и микровълнови ниво на мощност с GPS слични чипови: Ультра ефективна навигација инспирирана од природата
Денес GPS не е само едноставен уред за подбирање на локација. Благодарејќи на паметните уреди, дроновите и носивите технологии, пресметките базирани на локација се се повеќе сложени. Во голем број случаи, зад овие пресметки стојат инфраструктури кои надминуваат можностите на самите уреди. Поради тоа, некои истражувачи испитуваат дали е возможна работа на уред со големина на зрне од семе одделно, со ултра-ниска енергетска потрошувачка.
Истражувачите инспирирани од мозоците на пчелите се стремат да развијат чипови кои можат да ја одредат локацијата користејќи ја сончевата светлина и околните знаци, при што се фокусираат на заштеда на енергија. Пчелите за време на летот во триизмерен простор обработуваат моментални податоци, ја прилагодуваат насоката и ја наоѓаат храната со извонредно ниска потрошувачка на енергија. Тие во своите секојдневни задачи можат да извршат трилјанти операции во секунда со потрошувачка од околу 10 микровати. Масата на просечната пчела е околу 12,7 милиметри долга, тежина помеѓу 100 и 200 милиограми, а патот што го минуваат за време на пребарувањето на храна варира во зависност од околностите.
Оваа способност на пчелите, оценета како „вграден GPS“, вклучува анализа на светлинните модели во небото и нивно споредување со нивната брзина, што им овозможува да се вратат во кошницата денот без да се изгубат. Научниците пресметуваат дека пчелата може да изврши околу 10 трилиони операции во секунда во овој процес, а потрошувачката на енергија е помала од 10 микровати и се движи до 0,01 вати. Напротив, современите десктоп процесори како Intel Core Ultra 285K, со сличен работен оптоварување, можат да го извршат истиот работен товар со потрошувачка од 10 до 15 вати, додека со заедничката работа на NPU и SoC. Во најоптимистичките сценарија, пчелата користи околу милион пати помалку енергија за оваа задача.
Еден од тимовите кои работат на оваа технологија е од Универзитетот во Лунд, каде што Андрес Микелсен работи. Истражувачите од различни европски универзитети работат на развој на ултра-нискоштетен чип инспириран од инсектите, кој ќе овозможи определување на локацијата без потреба од надворешни процесори. Најразличните модели на вештачка интелигенција се одвојуваат од природната интелигенција, фокусирајќи се на нанофотонските кола. Оваа почетна фаза од работата веќе резултира со прв прототипски чип и целиот проект ќе продолжи до 2026 година. Сепак, за одлучно да стане дел од реалниот свет, сè уште им е потребно околу десет години за развој. Нанофотонските кола, кои претпочитаат светлината наместо електрицитет, ветуваат поголка ефикасност и можат со мали структури како милијадити делови од метар да насочуваат светлина. Овој пристап создава услови за развој на специјализирани чипови кои извршуваат само одредени задачи со голема ефикасност, како и за примена во сензори, мали автономни роботи и други полиња.
Истражувачкиот тим успеа да произведе прв прототипски чип кој имитира основните функции на инсектите во лабораториски услови. Иако проектот ќе продолжи до 2026 година, тие предвидуваат дека ќе биде потребно уште доволно време за целосно применување во реалните услови. Сепак, преминот од теоретскиот концепт кон работен прототип претставува важен чекор напред во оваа област.
