El renacer de la Computación Analógica: La clave para la sostenibilidad de la tecnología inteligente del mañana

En la búsqueda de tecnologías inteligentes y sostenibles para el futuro, surge la posibilidad de revivir una tecnología del pasado: la computación analógica.

Sensores Inteligentes

Los sensores inteligentes son como las piedras Rosetta para la tecnología: capturan información del entorno en forma de sonido, luz, calor, presión y otros «idiomas» del mundo físico, traduciéndolos al lenguaje binario entendido por las computadoras.

Esta traducción lo cambia todo. Permite interactuar con asistentes de inteligencia artificial como Siri o Alexa y proporciona a los termostatos inteligentes la capacidad de saber cuándo es el momento de encender la calefacción. Estos sensores hacen posible el seguimiento de la salud con dispositivos vestibles y son componentes clave de los autos autónomos.

Sin embargo, los sensores inteligentes consumen constantemente energía de nuestros dispositivos.

Con la disminución de los costos de fabricación, se espera que el número de sensores en el mundo aumente drásticamente en el futuro. La Corporación de Investigación de Semiconductores predice que para 2032, 45 billones de sensores generarán 1 millón de zettabytes de datos al año.

Estos sensores también consumirán constantemente energía, contribuyendo al problema del cambio climático si la electricidad que los alimenta proviene de combustibles fósiles.

Sí, el impacto de un teléfono inteligente en el medio ambiente puede ser pequeño, pero se acumula al considerar todos los sensores que usamos hoy y los que se espera que usemos mañana.

Computación Analógica

Las computadoras analógicas podrían ser parte de la solución a este problema energético de los sensores.

Estos son los tipos de computadoras en los que confiábamos antes de las computadoras digitales, y no necesitan traducir sus entradas a ningún lenguaje informático especial antes de procesarlas y entregar una salida significativa.

Un termómetro de mercurio es un ejemplo simple de una computadora analógica. Expón el extremo a lo que estás intentando medir, y el calor hará que el mercurio en el termómetro se expanda o contraiga, subiendo hasta estar nivelado con el número que indica la temperatura.

Aunque todavía existen computadoras analógicas, las computadoras digitales dominan por su versatilidad.

Después de décadas a la sombra de las computadoras digitales, la computación analógica está experimentando un pequeño pero significativo resurgimiento a medida que los investigadores ven su potencial para resolver el inminente problema energético de los sensores, con un poco de ayuda de la inteligencia artificial.

Enfoque Híbrido

La empresa desarrolladora de microchips con sede en Pittsburgh, Aspinity, lidera la carga analógica con un microchip programable llamado AML100.

Al igual que los sensores en nuestros teléfonos, autos y otras tecnologías, este microchip puede recibir continuamente datos del mundo real, como sonidos o movimientos. También se puede programar para detectar algo específico, como el sonido de pronunciar las palabras de activación de un asistente de inteligencia artificial.

Sin embargo, el AML100 no necesita convertir los datos del mundo real a binario para reconocer cuando has dicho «Hola Siri». Utilizando modelos de aprendizaje automático de Aspinity, puede programarse para identificar las palabras en su forma analógica, en este caso, ondas sonoras.

«Queremos poder usar esa señal analógica como tu computación siempre activa y luego despertar lo digital según sea necesario.»

Tom Doyle

Debido a que el AML100 no necesita estar constantemente digitalizando, procesando y transmitiendo datos, utiliza hasta un 95% menos de energía que los sensores siempre activos de hoy en día.

La idea de Aspinity es que el AML100 podría actuar como un intermediario entre el mundo real y los sensores inteligentes que usamos hoy. En un teléfono inteligente, por ejemplo, un AML100 podría programarse para escuchar continuamente las palabras de activación de un asistente de inteligencia artificial. Cuando las escuche, podría despertar al sensor digital que puede comprender y ejecutar tus comandos para la inteligencia artificial.

Este es solo uno de los muchos usos posibles para los chips. Podríamos integrarlos en sistemas de seguridad para el hogar para que llamen a la policía al sonido de un cristal rompiéndose, o colocarlos en dispositivos vestibles de salud para que activen una alerta si detectan un ritmo cardíaco elevado.

«Aún podemos tener una combinación de analógico y digital localmente, pero queremos poder usar esa señal analógica como tu computación siempre activa y luego despertar lo digital según sea necesario», dijo Tom Doyle, CEO de Aspinity, a Freethink.

El Panorama General

Aspinity no es el único grupo explorando el potencial de la computación analógica para ayudar a resolver el problema energético de los sensores inteligentes del mañana.

En agosto, IBM presentó un prototipo de un chip analógico de baja potencia diseñado específicamente para el reconocimiento de voz, que pudo detectar 12 palabras de activación más rápidamente y tan precisamente como un sistema digital. La semana pasada, un equipo de la Universidad Tsinghua en China presentó un chip analógico para tareas de visión por computadora, como la detección de objetos.

Yannis Tsividis, profesor de ingeniería eléctrica en la Universidad de Columbia, fue uno de los primeros miembros del resurgimiento de la computación analógica. A pesar de los desafíos financieros, está convencido de su potencial y ha expresado su disposición a reanudar su investigación si obtiene financiamiento.

«Aunque la era digital es el futuro, el mundo físico es analógico, y en el medio hay una gran interfaz. Ahí es donde encaja esto», dijo Tsividis.