V pokročilých bezdrátových zařízení zpracovávají signály specializované mikročipy. Jsou to obdivuhodné produkty miniaturizace a špičkového inženýrství. Navrhování něčeho takového je ale velmi náročné a také patřičně drahé. Pekelná složitost výroby těchto čipů je daná tím, že představují kombinaci standardních elektronických obvodů a struktur pro zpracování elektromagnetických signálů, jako jsou různé antény, rezonátory a podobné věci.
Odborníci Princeton Engineering a Indian Institute of Technology usilovali o to, aby při vývoji mikročipů pro bezdrátovou komunikaci ušetřili čas i finanční náklady. Jak se v dnešní době nabízí, použili umělou inteligenci a nakonec se nestačili divit. Inteligence jim udělala mikročipy, které jsou velmi zvláštní, jak odborníci naznačují vlastně až nelidské, ale přitom fungují více než dobře. Nejenom, že dělají, co měly, ale také nabízejí nové funkce.
Zní to jako zápletka všedního sci-fi thrilleru, ale tohle je ryzí realita, jak potvrzuje i publikace v Nature Communications. Najatá umělá inteligence vytváří podle zadání komplikované elektromagnetické struktury. To, co zkušeným lidským odborníků trvá týdny náročné práce, zvládne inteligence za pár hodin.
Jak ale říká vedoucí výzkumu Kaushik Sengupta z Princetonu, dotyčná inteligence udělala vážně hodně divné designy mikročipů. Nejsou intuitivní a Sengupta je přesvědčený, že člověka by nejspíš nenapadly. Nemusí to ale být tak mrazivě hrozivé, jak to možná zní.
Lidští experti mají určité vzdělání, jedou podle svých zažitých postupů, ctí určité předpoklady, a tak podobně. Možností je přitom ohromné množství. Podle Sengupty jsou komponenty pokročilých mikročipů tohoto typu tak nepatrné a geometrie mikročipů tak detailní, že možných kombinací je více než atomů ve vesmíru. Kvalitní umělá inteligence může být v tomto směru svázaná mnohem méně než člověk. A jak se ukazuje, funguje to. Role člověka se mění na kontrolu kvality a ověřování funkčnosti navržených designů.
Inteligence často přichází s designy mikročipů pro bezdrátová zařízení, které porážejí nejlepší standardně používané mikročipy od lidských tvůrců. Pro tvůrce mikročipů je to šokující. To, co vytvoří inteligence, leckdy vypadá jako náhodná změť. Lidští experti netuší, jak to funguje. Když ale takovou věc zapojí, její výkon bývá úžasný. Jde to až tak daleko, že inteligence občas halucinuje a navrhuje struktury, které není možné s dnešními metodami syntetizovat. Přesto by zřejmě fungovaly. Dotýkáme se budoucnosti.
Video: Universally Programmable Chip-scale TeraHertz Systems: A New Design Paradigm and New Opportunities.
Literatura
Umělá inteligence zjednodušila 100 tisíc kvantových rovnic na pouhé 4
Autor: Stanislav Mihulka (29.09.2022)
Umělá inteligence objevila 8 divných vesmírných signálů v datech z Green Banku
Autor: Stanislav Mihulka (30.01.2023)
Okamžitá evoluce: AI algoritmus extrémně zrychlil vývoj designu robotů
Autor: Stanislav Mihulka (05.10.2023)
Diskuze:
Anton H,2025-01-11 18:36:03
V názve sa píše "Mikročipy pro bezdrátovou komunikaci". Možno sa mýlim, ale v prípade čipov, pracujúcich v oblasti GHz, musia dizajnéri rešpektovať rozložené parametre súvisiace s vlnením. Tu už nie je možné zanedbať vplyv rozložených parametrov, pretože signál pri tak vysokých frekvenciách sa začne správať ako elektromagnetické vlnenie. Pri návrhu obvodov na GHz frekvenciách, musia byť mikrovlnné vedenia navrhnuté s presne definovanou charakteristickou impedanciou (napr. 50 Ω), aby sa minimalizovali odrazy signálu. Vzájomné prepojenie musí byť impedančne prispôsobené, pre dosiahnutie optimálneho prenosu výkonu bez odrazov. Kto niekedy navrhoval obvody v tomto pásme vie, že návrh je "o komplexných číslach". Klasický dizajnéri sa snažili normalizovať riešenie tak, aby vytvorili štvorpóly s charakteristickou reálnou impedanciou. Riešení v čisto komplexnom obore môže byť teoreticky ale nekonečne veľa a môžu viesť k bizarným topológiám. Konečný výsledok môže byť efektívnejší.
To mi připomíná starou historku
Pavel Kaňkovský,2025-01-10 15:03:39
...o tom, jak se asi před 20 lety pokoušeli pomocí evolučních algoritmů vytvořit oscilátor a získali ve skutečnosti rádiový přijímač (testovali navržené obvody fyzicky a nějaká zařízení v labu, kde to prováděli, požadovanou frekvenci sama vysílala). Viz https://ieeexplore.ieee.org/document/1004522 nebo
https://people.duke.edu/~ng46/topics/evolved-radio.pdf
Další podobné historky jsou zmíněny zde: https://news.ycombinator.com/item?id=18461565
Duch ve stroji
Kamil Kubu,2025-01-09 10:02:12
Když nevíme jak to funguje, jak můžeme říci, že to dělá jen to chceme, aby to dělalo a že to nedělá skrytě to, co nechceme, aby to dělalo?
Trochu mi to připomíná scénu z Já robot. Pozitronový mozek robotů také fungoval aniž bychom věděli ve skutečnosti jak. :-)
Re: Duch ve stroji
Lukáš Fireš,2025-01-09 15:35:10
Nemůžeme, ale to nevíte ani u těch, kdo dostali řidičák ;)
Takže to musíme testovat, k čemuž mne napadají dvě věci:
1. Mapování vnitřních pochodů - tu AI můžete chytit při tom, že už jen přemýšlí, že bude hrát jak dělá co má a přitom chce něco jiného.
2. Jedna AI hlídá jinou AI. Nejprve starší verze AI může hlídat tu novější a když uzná, že použití nové AI na danou otázku není bezpečné, tak odpoví sama (té starší=omezenější a prověřenější více věříme). Jde to udělat i tak, že varianta nové AI hlídá jinou novou AI (a opět použije tu starší, když se jí něco nezdá).
Všechno je to o tom jak moc bezpečné to chceme a co si můžeme dovolit. O peníze jde vždy až v první řadě ;)
https://www.youtube.com/watch?v=0pgEMWy70Qk
Re: Re: Duch ve stroji
Stanislav Kaderabek,2025-01-09 22:08:49
Tady nejde asi o problém, že by si tam AI sama něco přidala, ale jak odhalit zadní vrátka, které tam v zadání přidal člověk, když návrhu nerozumíme...
Re: Re: Re: Duch ve stroji
Lukáš Fireš,2025-01-10 02:09:49
To je nakonec totéž, tedy spíše řešení je stejné/podobné.
U klasických programů se používá Code-Coverage a Fuzzy-Testing - prostě se pokoušíte ujistit, že jste automatizovaně pokryl všechny cesty kódu - kdyby tam byl "backdoor", tak ho nutně najdete, nebo to děláte tak nahodile, že doufáte, že na to stejně natrefíte. A pusťte na to AI :)
A na AI pusťte jinou AI :)
P.S.: Víte co dělá Axiom výběru na nekonečných množinách? Jak moc nekonečných? ...a to je základ moderní matematiky.... těch problémů máme mnohem mnohem více :)
100% jistota neexituje (...ale myslet si to kdokoliv může, to mu neberu)
Re: Re: Re: Re: Duch ve stroji
Stanislav Kaderabek,2025-01-10 10:00:50
tak rozdíl mezi chybou a zadními vrátky není žádný. chcete říct, že z čipu poznáte, že v návrhu není chyba? chyby v procesorech se objevují například po několika letech (Meltdown objeven po cca 20 letech?). ano, AI může pomoci chybu najít, ale že by dokázala navrhnout čip bez chyby si nemyslím, že je možné. a když tam může být chyba, můžou tam být zadní vrátka...
Re: Re: Re: Re: Re: Duch ve stroji
D@1imi1 Hrušk@,2025-01-10 12:47:05
Obávám se, že ve světě, kde existují tajné služby, špionáž terorismus apod., budou zadní vrátka v některých čipech záměrně vždy ;)
A pokud se v designu čipu zadní vrátka objeví omylem a ani robustním testováním se je nepodaří odhalit, nepřijde na ně pravděpodobně ani "špatná strana" ;)
Re: Re: Re: Re: Duch ve stroji
Pavel Kaňkovský,2025-01-10 14:37:52
Je-li to schované za dostatečně malou podmnožinou možných vstupů (nebo obecněji podmnožinou konfigurací testovaného systému), tak to fuzz testing v rozumném časovém horizontu nenajde. (Je to "fuzz", ne "fuzzy"!)
Bude-li to neočekávaný průchod skrz normálně používané cesty (authentication bypass...), nebo to někde neočekávaně odbočí úplně mimo (buffer overflow, code injection...), tak ani z code coverage nemusíte poznat, že je tam nějaký okrajový případ, který není otestovaný.
Nejlepší je samozřejmě formální verifikace... aspoň do doby, než narazíte na nějaký podraz s předpoklady, např. ten, že se hardware chová jinak, než očekáváte. ;)
Protimluv bijící do očí
D@1imi1 Hrušk@,2025-01-09 08:50:17
"Fungují ale skvěle, často lépe než lidské výtvory. Některé designy navržené inteligencí dokonce ještě ani neumíme vyrobit."
Buď fungují skvěle nebo je neumíme vyrobit. Obojí současně platit nemůže. Vyrobitelnost je nedílnou součástí každého funkčního designu. Design, který nepočítá s výrobním postupem, je špatný design.
"Kvalitní umělá inteligence může být v tomto směru svázaná mnohem méně než člověk. A jak se ukazuje, funguje to."
- Ne, nefunguje to. Fungovat to bude, když AI navrhne design i s výrobním postupem. Lidští inženýři jsou svázáni hlavně tím, že jejich design musí fungovat i v reálném světě, nejen při virtuálních testech.
Re: Protimluv bijící do očí
Martin Zdražil,2025-01-09 08:59:03
No, anebo jich můžeme nechat navrhnout od AI třeba 10 (když je par hodin per design) a pak se na ně podívat a říct, který umíme vyrobit a který ne. Ušetříme prachy, čas a nemusíme čekat na supertruper AI se všema těma schopnostma. VYberte si, co je lepší.
Re: Re: Protimluv bijící do očí
D@1imi1 Hrušk@,2025-01-09 09:40:57
Mám za to, že umělá inteligence se při návrhu čipů už nějakou dobu používá (ani nelze předpokládat, že by vývojáři ručně navrhovali umístění několika miliard tranzistorů). Rozdíl bude asi v míře zapojení AI a lidské složky a v míře svobody, kterou té AI dali. Jako cvičení pro vývojáře AI - proč ne :-)
Re: Re: Re: Protimluv bijící do očí
Ladislav Zima,2025-01-10 02:00:41
AI se používá např. pro výpočet masek pro interferenci světla laseru pro osvicování křemíkových placek. Struktury jsou už drobnější než šířka světla laseru, tak se to musí skládat přes více masek současně. Takže i kdyby člověk nakreslil tu zdrojovou masku, ty pro reálný osvit, aby daly daný výsledek, už nedokáže. Počítače to počítaly asi týden pro jeden čip, s AI to je za hodiny.
Re: Re: Re: Protimluv bijící do očí
Pavel Kaňkovský,2025-01-10 14:48:41
Inovativní asi bylo to, že spřáhli dvě umělé inteligence: jednu naučili, aby hodnotila, jak dobře navržené obvody fungují (místo toho, aby se musela provádět plnohodnotná simulace, která by byla mnohem výpočetně náročnější), druhá pak pod dohledem té první ty obvody navrhovala.
Re: Protimluv bijící do očí
Matěj Jánský,2025-01-09 09:00:21
Ve větě je použito "některé", pochopil jsem to tak, že ty "nevyrobitelné" jsou podmnožinou všech navržených
Re: Re: Protimluv bijící do očí
D@1imi1 Hrušk@,2025-01-09 09:23:55
Já to naopak chápu, že vyroben nebyl ani jeden a některé by ani vyrobit nešly.
Asi před 5-10 lety jsem četl článek, jak strojové učení navrhlo design křídla, které mělo stejně dobré či lepší parametry než dosud používaná křídla. Háček byl v tom, že konstrukce byla postavena z drobných nepravidelných struktur. Vyrobit by tudíž šly jen na 3D tiskárně nebo pomocí CNC obrábění (velmi drahé postupy) a kontrola kvality + servis by byly peklem.
Jako cvičení pro vývojářie AI fajn. Ale není potřeba tvrdit, že ty čipy fungují, když je nikdo ani nevyrobil.
Re: Re: Re: Protimluv bijící do očí
Vojtěch Kocián,2025-01-09 12:56:46
Jedna fotka toho vyrobeného je i v článku, ne?
A nemyslím si, že by to bylo dobré jen jako cvičení pro vývojáře AI. Občas je zapotřebí vynálezcům (zde AI) trochu povolit otěže a i když často přijdou s nesmysly, které fungují jen teoreticky, občas může být vymyšlený produkt natolik zajímavý, že bude stát za úvahu vyvinout nový výrobní proces, který by to zvládl. Šudži Nakamurovi taky tvrdili, že teoreticky funkční modrá LED nejde jednoduše vyrobit a dokonce mu firma zakázala na ní pracovat. Naštěstí neposlechl.
Nepravidelná vroubkovaná křídla se asi nebude vyplácet vyrábět, ale třeba vývoj technologií na výrobu plně trojrozměrných čipů (předpokládám, že něco takového ta AI navrhla) se může do budoucna vyplatit. Divil bych se, kdyby někde neprobíhal.
Re: Re: Re: Re: Protimluv bijící do očí
Ladislav Zima,2025-01-10 02:02:27
Ano, vybraly pár vyrobitelných, vyrobili je a otestovali. Nebylo tak třeba sálového počítače pro dokonalou simulaci ;-)
Re: Protimluv bijící do očí
Petr Slachta,2025-01-09 11:36:56
Ach jo. Čtěte ty články pořádně.
"Lidští experti netuší, jak to funguje. Když ale takovou věc zapojí, její výkon bývá úžasný. "
Re: Re: Protimluv bijící do očí
D@1imi1 Hrušk@,2025-01-09 13:38:24
Dobře, beru zpět. Ono to i v originále zní jinak:
"Furthermore, the method synthesizes inherently complex structures in minutes, while conventional algorithms may take weeks. In some cases, the new methodology can create structures that are impossible to synthesize with current techniques."
Čili AI navrhuje struktury čipů rychleji než současné algoritmy a v některých případech navrhuje i takové struktury, které by v současnosti nadesignovat nešlo.
Re: Protimluv bijící do očí
Pavel Kaňkovský,2025-01-10 14:42:54
Tvrzení o tom, že něco nejde vyrobit, jsem ve skutečnosti v článku v Nature Comm. vůbec nenašel a nenašel jsem ani náznak toho, že by s výrobou něčeho navrženého měly být potíže. Je to jen v PR textu na webu Princentonu.
Re: Re: Protimluv bijící do očí
F M,2025-01-12 23:09:49
V originálu se zabývají "jen" prostou maticí až 16x16 což berou jako optimum výpočetní náročnosti a výsledku (zkoušeli i méně, něco 20x20), to by tuším měly být na tom obrázku zde ty 3 oblasti (vlevo pravo uprostřed), každá s jinou funkcí. Jen jsem to zběžně proletěl, ale všude to vystupuje jen jako bílá nebo černá kostička 16x16 (návrh vypadá jako QR kód), je tedy možné (řekl bych), že ty nerovnosti jsou dány nedokonalou výrobou. A ty součásti okolo "běžné" komponenty/šablony. Používání jen těch známých šablon a jejich obtížné dolaďování by měly být těmi omezeními.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
