นักวิจัยจาก Cornell ได้พัฒนาไมโครชิปพลังงานต่ำที่เรียกว่า ‘Microwave Brain’ หรือสมองไมโครเวฟ ซึ่งเป็นตัวประมวลผลตัวแรกที่สามารถประมวลผลข้อมูลสัญญาณความเร็วสูงพิเศษ (Ultrafast Data Signal) และสัญญาณการสื่อสารไร้สาย (Wireless Communication Signal) ด้วยการควบคุมฟิสิกส์ของไมโครเวฟ
อุปกรณ์ประมวลผลที่ถูกพัฒนาขึ้นมานี้เป็น Microwave Neural Network ที่แท้จริงตัวแรก และมีการบูรณาการเข้าไปยังซิลิคอนไมโครชิป ทำให้สามารถประมวลผลโดเมนความถี่แบบ Real-Time (Real-Time Frequency Domain Computation) สำหรับงานอย่างการถอดสัญญาณวิทยุ, การติดตามเรดาห์ และการประมวลผลข้อมูลดิจิทัล ซึ่งทั้งหมดนี้ใช้พลังงานน้อยกว่า 200 มิลลิวัตต์ ด้วยความสามารถในการ Distort แนวทางการโปรแกรมในช่วงคลื่นความถี่ในทันที ทำให้สามารถปรับเป้าหมาย (Repurpose) หลากหลายงานประมวลผลได้ ทำให้เกิดเป็นการ Bypass ขั้นการประมวลสัญญาณ (Signal Processing) จำนวนมากที่คอมพิวเตอร์ปกติทำกัน
ศักยภาพเหล่านี้เกิดขึ้นได้เพราะการออกแบบชิปให้เป็น Neural Network ซึ่งเป็นระบบคอมพิวเตอร์ที่จำลองมาจากสมอง ซึ่งมีการใช้ Interconnected Mode เพื่อสร้าง Waveguide ที่สามารถปรับจูนได้ เปิดโอกาสให้สามารถจดจำรูปแบบและเรียนรู้จากข้อมูล สิ่งที่ทำให้แตกต่างจาก Neural Network ทั่วไปที่ต้องพึ่งพา Digital Operation และการใช้เวลาในการให้คำแนะนำทีละขั้นตอน (Step-by-Step Instruction Timed) ด้วยนาฬิกา แต่เครือข่ายใหม่นี้ใช้พฤติกรรมแบบ Nonlinear ที่เป็นแอนะล็อกในรูปแบบของไมโครเวฟ ทำให้สามารถรองรับการส่งข้อมูลกหลายสิบ Gigahertz ได้ ซึ่งเร็วกว่าชิปดิจิทัลส่วนมากแบบไม่เห็นฝุ่น
ความสำเร็จนี้เกิดจากการเปลี่ยนแนวคิดที่พยายามลอกเลียนแบบ Digital Neural Network แบบเป๊ะ ๆ เป็นการสร้างสิ่งที่มีการควบคุมกลุ่มพฤติกรรมคลื่นความถี่ที่สามารถสร้างศักยภาพการประมวลผลอันทรงพลังได้แทน ตัวชิปจึงสามารถทำงานได้ทั้งในฟังก์ชันที่เป็น Logic ระดับต่ำ และงานที่มีความซับซ้อน อย่างเช่นการยืนยัน Bit Sequence หรือการนับค่า Binary ในข้อมูลที่มีความเร็วสูงได้ โดยมีความแม่นยำอยู่ที่ 88% ขึ้นไปสำหรับงานระบุ (Classification) หลากหลายภาระงานที่เกี่ยวกับสัญญาณไร้สายหลายรูปแบบเมื่อเปรียบเทียบกับ Digital Neural Network แต่มีขนาดและกำลังที่ต่างกันออกไป เพราะรูปแบบเดิมนั้นต้องการการขยายวงจรเพิ่มในการทำงานที่ซับซ้อนยิ่งข้น ใช้พลังงานเพิ่ม และมีความผิดพลาดที่ต้องแก้ไขมากขึ้นหากยังต้องคงไว้ซึ่งความแม่นยำ แต่เทคโนโลยีใหม่นี้รับมือได้โดยไม่ต้องเพิ่มทรัพยากรใด ๆ
การตอบสนองที่ฉับไวของชิปนั้นเหมาะสำหรับอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ที่ใช้งานด้านความปลอดภัย เช่น การตรวจจับสิ่งผิดปกติในการสื่อสารร้สายข้ามไปมาระหว่างช่วงคลื่น (Band) อันหลากหลายของคลื่นไมโครเวฟ
แม้ว่าตัวชิปจะอยู่ในขั้นตอนการทดลอง แต่นักวิจัยมองว่ามีความสามารถในการขยายสเกลการผลิต ซึ่งตอนนี้อยู่ในช่วงการเพิ่มความแม่นยำและความสามารถในการบูรณาการเข้าไปยังไมโครเวฟเดิมที่มีอยู่แล้ว รวมถึงแพลตฟอร์มประมวลผลดิจิทัลทั้งหลายอีกด้วย
ที่มา:
Cornell.edu
