Исследователи из Принстонского университета и Индийского института технологий сделали важный шаг в использовании искусственного интеллекта для проектирования специализированных микрочипов, используемых в передовых беспроводных технологиях. Такие микрочипы, сочетающие в себе сложные электромагнитные структуры и стандартные электронные схемы, необходимы для обеспечения высокой скорости и производительности беспроводной связи. Однако их разработка традиционно требует больших затрат времени и ресурсов.
Новая методика позволяет использовать искусственный интеллект для создания сложных электромагнитных структур и связанных с ними цепей на микрочипах. Теперь процесс, который раньше занимал недели кропотливой работы специалистов, может быть завершен за считанные часы. Более того, результаты, полученные с помощью ИИ, часто превосходят лучшие традиционные разработки.
По словам руководителя исследования, профессора Каушика Сенгупты, новая технология генерирует нестандартные схемы, которые могут показаться случайными или сложными для понимания человеком. Однако эти конструкции часто обладают характеристиками, которые невозможно достичь традиционными методами.
«Мы создаем структуры с необычной геометрией, которые, будучи интегрированы с цепями, обеспечивают производительность, ранее считавшуюся недостижимой», — отмечает Сенгупта. Эти разработки могут быть настроены на более энергоэффективную работу или адаптированы для функционирования в очень широком диапазоне частот, что является ключевым требованием современных беспроводных систем.
Электромагнитные структуры — антенны, резонаторы и разделители сигналов — традиционно проектируются вручную с использованием проверенных подходов. Процесс требует точного баланса между компонентами, что делает его чрезвычайно сложным и затратным по времени. Искусственный интеллект меняет этот подход, рассматривая микрочип как единое целое, что позволяет находить неожиданные, но эффективные решения. Однако человеческий контроль остается необходимым, поскольку ИИ может генерировать неработоспособные или несовершенные конструкции.
Соавтор исследования, профессор Удай Ханкходже, отмечает, что этот подход не только ускоряет моделирование, но и открывает доступ к ранее недоступным вариантам дизайна. «ИИ позволяет выйти за пределы интуитивных правил и создавать устройства с высокой производительностью, которые бросают вызов привычным инженерным представлениям», — добавляет Ханкходже.
Одним из ключевых достижений стало проектирование широкополосных усилителей, где сложные структуры, созданные ИИ, были интегрированы с цепями. Это демонстрирует потенциал нового подхода для создания еще более сложных систем. В будущем исследователи планируют использовать методику для проектирования полностью интегрированных беспроводных микрочипов.
Сенгупта подчеркивает, что цель этой работы сводится не к замене человеческого труда, а к увеличению производительности и созданию инструментов, которые разгружают инженеров от монотонных задач. «Человеческий разум лучше всего подходит для творчества и изобретательства, а рутинные работы можно передать ИИ», — говорит он. Будущее беспроводных технологий обещает быть еще более инновационным, а искусственный интеллект станет ключевым инструментом для открытия новых возможностей в проектировании сложных электронных систем.
Ранее ученые создали управляемые звуковые волны на поверхности микрочипа.