Los investigadores han aprovechado la inteligencia artificial para diseñar chips inalámbricos, reduciendo drásticamente el tiempo y los costes y descubriendo nuevas funcionalidades. El avance promete transformar la tecnología inalámbrica y el diseño de chips para siempre.
Tradicionalmente, diseñar microchips especializados, esenciales para la tecnología inalámbrica de vanguardia, ha sido difícil y costoso. Sin embargo, un avance revolucionario de los investigadores de Princeton Engineering y del Instituto Indio de Tecnología de Madrás (IIT Madrás) promete revolucionar este proceso. Al aprovechar la inteligencia artificial, el equipo ha reducido significativamente tanto el tiempo como el costo involucrados en el diseño de chips, al tiempo que ha descubierto nuevas funcionalidades que podrían satisfacer la creciente demanda de mejor velocidad y rendimiento inalámbricos.
En un estudio publicado En Nature Communications, los investigadores detallaron su enfoque innovador, en el que la IA crea estructuras electromagnéticas complejas y circuitos asociados en microchips basados en parámetros de diseño específicos. Las tareas que antes exigían semanas de trabajo especializado ahora se pueden completar en apenas unas horas.
Aún más intrigante es que la IA ha generado diseños con patrones de circuitos muy inusuales, ofreciendo alternativas atractivas a los diseños tradicionales desarrollados por humanos.
“Estamos creando estructuras que son complejas y parecen de formas aleatorias, y cuando se conectan con circuitos, crean un rendimiento que antes no se podía lograr. Los humanos no pueden entenderlas realmente, pero pueden funcionar mejor”, dijo en un comunicado el autor principal Kaushik Sengupta, profesor de ingeniería eléctrica e informática en Princeton. comunicado de prensa.
Sengupta también es codirector del programa de asociación industrial de Princeton, NextG, cuyo objetivo es desarrollar comunicaciones de próxima generación.
El proceso de diseño impulsado por IA permite la creación de circuitos diseñados para lograr eficiencia energética o que funcionen en un amplio rango de frecuencias, capacidades que actualmente no se pueden lograr con las técnicas existentes. Además, los algoritmos de diseño tradicionales que podrían tardar semanas en sintetizar estructuras complejas ahora se ven superados por el rendimiento de minutos de la IA.
“Este trabajo presenta una visión convincente del futuro”, afirmó en el comunicado de prensa el coautor Uday Khankhoje, profesor asociado de ingeniería eléctrica en el IIT Madrás. “La IA no solo permite acelerar las simulaciones electromagnéticas que requieren mucho tiempo, sino que también permite explorar un espacio de diseño hasta ahora inexplorado y ofrece dispositivos de alto rendimiento sorprendentes que van en contra de las reglas empíricas habituales y de la intuición humana”.
Los chips inalámbricos combinan circuitos electrónicos estándar con estructuras electromagnéticas, como antenas y divisores de señal. Estos elementos deben orquestarse meticulosamente para que funcionen de manera armoniosa, lo que hace que el proceso sea sumamente complejo y lleve mucho tiempo. Aplicaciones que van desde la comunicación inalámbrica hasta la conducción autónoma y la tecnología de radar dependen de este intrincado trabajo de diseño.
“Los diseños clásicos juntan cuidadosamente estos circuitos y elementos electromagnéticos, pieza por pieza, para que la señal fluya de la manera que queremos que fluya en el chip. Al cambiar esas estructuras, incorporamos nuevas propiedades”, agregó Sengupta. “Antes, teníamos una forma finita de hacer esto, pero ahora las opciones son mucho mayores”.
El alcance del diseño de chips es casi incomprensible, ya que las configuraciones potenciales dentro de un chip avanzado superan con creces la cantidad de átomos del universo. Los diseñadores tradicionales abordan la tarea construyendo desde abajo hacia arriba, pero la IA considera el chip como un todo, lo que conduce a configuraciones novedosas y efectivas.
Sin embargo, la supervisión humana sigue siendo crucial para corregir cualquier configuración defectuosa que la IA pueda producir.
“Hay trampas que aún requieren que los diseñadores humanos las corrijan”, añadió Sengupta. “El objetivo no es reemplazar a los diseñadores humanos con herramientas. El objetivo es mejorar la productividad con nuevas herramientas. La mente humana se utiliza mejor para crear o inventar cosas nuevas, y el trabajo más mundano y utilitario se puede delegar en estas herramientas”.
Las capacidades del sistema de IA ya han demostrado ser prometedoras en el desarrollo de estructuras electromagnéticas complejas diseñadas conjuntamente con circuitos para amplificadores de banda ancha. De cara al futuro, Sengupta y su equipo planean centrarse en vincular múltiples estructuras para diseñar chips inalámbricos completos utilizando este enfoque de IA.
“Ahora que esto ha demostrado ser prometedor, hay un esfuerzo mayor para pensar en sistemas y diseños más complejos”, agregó Sengupta. “Esto es solo la punta del iceberg en términos de lo que depara el futuro para este campo”.
La investigación refleja un avance significativo en el campo de las comunicaciones inalámbricas y el diseño de chips.
Al transformar la forma en que se diseñan los microchips, esta metodología impulsada por IA tiene el potencial de reformular las industrias que dependen de la tecnología inalámbrica, allanando el camino para dispositivos electrónicos más rápidos, más eficientes e innovadores.