تعبیه کامپایلر ها در درون لباسهای هوشمند گامی به جلو

21 ژوئن  2022توسط جاش روتن، دانشگاه کلرادو در بولدر

ناتان استراوب، یک کارشناس ارشد در حال رشد در علوم کامپیوتر، روی “اسکلت” این پروژه کار می کند – شبکه ای از شتاب سنج ها که به یک کامپیوتر کم مصرف متصل هستند. اعتبار: دانشگاه کلرادو در بولدر

سارا آگواسویواس مانزانو و آخرین کار تیمش کاربرد عملی و واقعی دارد. فناوری پوشیدنی در صنعت فضایی برای فضانوردان در حال بررسی است و شرکت‌های بزرگ فناوری مشتاق بهبود ساعت‌های متصل به هم و سایر دستگاه‌های شخصی هستند که به طور فزاینده‌ای از زندگی مدرن پشتیبانی می‌کنند.

اما تیم CU Boulder تصمیم گرفت پروژه خود را در فضای پوشیدنی‌ها کمی شگفت‌انگیزتر بسازد.

این تیم که Escamatrónicas نام دارد، از آگواسویواس مانزانو به همراه لی لی جیمز جوان و ناتان استراوب و زیکسی یوان بزرگسال تشکیل شده است. آنها با هم لباسی برای درگ کوئین ها طراحی کرده اند که دارای شبکه های عصبی و سایر فناوری های خلاقانه است. ایده این است که وقتی هنرپیشه ها روی صحنه با آن ها اجرا می کنند، لباس به ژست ها واکنش نشان دهد. جیمز گفت که این لباس به طور خاص از نظر اجزای بصری مانند  چشم است، با مقیاس های توالی که بر اساس موقعیت شخصی که آن را می پوشد حرکت می کند.

علایق تحقیقاتی آگواسویواس مانزانو شامل رباتیک نرم – تمرکز بر طراحی، کنترل و ساخت ربات‌های متشکل از مواد سازگار، مانند هیدروژل‌ها، پارچه‌ها، کامپوزیت‌ها و غیره است. او همچنین علاقه خاصی به استقرار یادگیری، مدل‌سازی و کنترل ربات‌های نرمی دارد که به سادگی نمی‌توانند کامپیوترهای بزرگ و قدرتمند را در طراحی فیزیکی خود جای دهند و در عین حال مؤثر هستند. به عنوان مثال، یک لباس سبک مانند این – که به محیط فیزیکی در زمان واقعی واکنش نشان می دهد – به محاسبات زیادی نیاز دارد و قبلاً به فضای سخت افزاری زیادی نیاز داشت. با این حال، این جنبه دیگر یک عامل محدودکننده در طراحی کلی نیست و در این مورد، تیم یک کامپایلر برای ترجمه محاسبات استنتاج رو به جلو برای شبکه‌های عصبی به عمل برای رفع این محدودیت‌ها ایجاد کرد.

او می‌گوید: «شبکه‌های عصبی مدل‌های محاسباتی هستند که الگوی ضعیفی از مغز انسان دارند و اکنون بسیار فراگیر هستند. “در اینجا من یک کامپایلر ایجاد کردم که به ما امکان می‌دهد فرآیند کدنویسی را خودکار کنیم. بنابراین اکنون می‌توانیم کدی بنویسیم که در میکروکنترلرها قابل تفسیر باشد – کامپیوترهای کوچکی که حافظه زیادی ندارند یا فضای زیادی را اشغال می‌کنند.”

کار شخصی جیمز به‌عنوان یک درگ ملکه قدرتمند از نظر فناوری – که در کانال یوتیوب او مستند شده است – به تیم الهام داد تا پروژه‌ای را بسازند که قطعاً خارج از جعبه بود. آگواسویواس مانزانو گفت، پس از پایان کار، شبکه‌های حسگر مختلفی در سرتاسر طراحی قرار خواهند گرفت، از جمله در باسن، یکی در هر زانو، شانه‌ها و جناغ سینه.

آگواسویواس مانزانو گفت: “ساخت و دوخت طراحی زیادی وجود دارد، اما همچنین برنامه نویسی و همچنین استفاده از کامپایلر ما (nn4mc) برای تخلیه شبکه عصبی وجود دارد.”

همانطور که آنها پروژه را به جلو می برند، تیم به تخلیه محاسبات کارآمدتر روی لباس ادامه می دهد تا کامپیوتر داخل آن انرژی زیادی مصرف نکند. انجام این کار قابلیت استفاده، عملکرد و عمر باتری را بهبود می بخشد.

از دانش آموختگان خواسته می شود که مقاله ای در مورد کار خود برای UROP بنویسند، اما آگواسویواس مانزانو گفت که تیم همچنین قصد دارد پروژه را به مقاله تبدیل کند و آن را به arXiv اضافه کند، زیرا این پروژه هم مهارت خلاقانه و هم دانش فنی با کیفیت بالا را نشان می دهد.