Nápady a objevy

28. srpna 2017

Výzkumníci z VUT využili umělou inteligenci, aby uspořila energii v počítačích

Výzkumníci z Fakulty informačních technologií získali za svůj příspěvek ocenění na konferenci DATE | Autor: archiv Lukáše Sekaniny

Umělá inteligence sice není všemocná, ale dokáže lidem usnadnit poměrně hodně práce a času. Své o tom ví tým z Fakulty informačních technologií, který využil evoluční algoritmy k tomu, aby automatizovaně navrhovaly komponenty počítačů. Využití najdou například v zařízeních na baterie, kde je potřeba optimalizovat probíhající operace ve prospěch snížení spotřeby energie.

Vojtěch Mrázek, Radek Hrbáček, Zdeněk Vašíček a Lukáš Sekanina z výzkumné skupiny Evolvable Hardware se na fakultě již dlouhou dobu zabývají využitím evolučních algoritmů. Nyní se zaměřili na jejich aplikaci při automatizovaném navrhování počítačových obvodů. O co se vlastně jedná? „Příkladem může být sčítačka. Nám šlo o to, aby měla co nejnižší příkon i za cenu občasné chyby při provedení sčítání. Taková občasná chyba ale nevadí třeba u zpracování obrázků, kdy se sčítají různé hodnoty pixelů a kdy je drobná nepřesnost lidským zrakem jen těžko postřehnutelná,“ vysvětlil Lukáš Sekanina z výzkumného týmu. Odborníci se tedy snažili navrhnout takové řešení, které bude nejlepším kompromisem mezi chybou a příkonem. To se jim podařilo a dokonce našli s využitím umělé inteligence obrovské množství takových kompromisních řešení, ze kterých sestavili tzv. knihovnu aproximovaných počítačových komponent.

Pomocí evolučních algoritmů lze navhrnout stovky různých řešení | Autor: archiv Lukáše Sekaniny

„Náš software pak dokáže z knihovny vybrat na základě požadavku např. na příkon nejvýhodnější implementaci z pohledu chyby nebo výkonnosti. Ručně lze navrhnout pět či deset možností, pomocí umělé inteligence se nám jich povedlo navrhnout 430,“ upřesnil Sekanina. Upozornil také, že je knihovna volně k dispozici na stránkách projektu.

A kde se bude moci člověk s praktickým využitím softwaru setkat? Zejména v přístrojích na baterie, kde je kladený důraz na její dlouhou výdrž, ale kde není tak důležitá přesnost výpočtu. Takovým příkladem může být přehrávání videa na mobilním telefonu. V případě, že dochází k vybití baterie, zařízení upřednostní její úsporu před kvalitou přehrávání. Další aplikací mohou být chytré brýle se zabudovaným inteligentním rozpoznáváním objektů. K tomu je potřeba zpracování obrázků, které je náročné jak výpočetně, tak i energeticky. Bez nízkopříkonového obvodového řešení by tyto operace nebyly realizovatelné s malou baterií, která se v brýlích nachází.

Jejich řešení zaujalo i na prestižní konferenci

Svůj software představila čtveřice odborníků na jaře na konferenci DATE ve švýcarském Lausanne, která je jednou z největších a nejprestižnějších akcí zaměřených na automatizované navrhování výpočetních systémů, například obvodů, procesorů a dalších. Zajímavostí je, že ačkoliv se konference primárně soustřeďuje na tradiční software pro návrh hardwaru, hodnotící komisi zaujal příspěvek brněnských výzkumníků, kteří se věnují umělé inteligenci. „V tom jsme se lišili od ostatních – využili jsme umělou inteligenci, aby za nás vymyslela, jak navrhnout nízkopříkonové sčítačky a násobičky.“ Většinou se také nestává, že by se všichni odborní recenzenti příspěvků shodli na podobném bodovém ohodnocení. „V našem případě se to ale stalo a od všech jsme dostali vynikající hodnocení,“ pochlubil se Sekanina. Jejich příspěvek navíc uspěl v konkurenci 794 zaslaných článků z celého světa, v kategorii interaktivních prezentací pak komise vybrala devadesát příspěvků, mezi nimi i ten z VUT. Stal se však jediným, který byl v této sekci vyhodnocen jako nejlepší.

Tým z VUT prezentoval svoje řešení formou posteru | Autor: archiv Lukáše Sekaniny

(kah)

TémataFakulta informačních technologií IT IT4Innovations Ocenění