Добавить новость
ru24.net
News in English
Март
2019

Ultra-low power chips help make small robots more capable

0
Atlanta GA (SPX) Mar 11, 2019 - An ultra-low power hybrid chip inspired by the brain could help give palm-sized robots the ability to collaborate and learn from their experiences. Combined with new generations of low-power motors and sensors, the new application-specific integrated circuit (ASIC) - which operates on milliwatts of power - could help intelligent swarm robots operate for hours instead of minutes.

To conserve power, the chips use a hybrid digital-analog time-domain processor in which the pulse-width of signals encodes information. The neural network IC accommodates both model-based programming and collaborative reinforcement learning, potentially providing the small robots larger capabilities for reconnaissance, search-and-rescue and other missions.

Researchers from the Georgia Institute of Technology demonstrated robotic cars driven by the unique ASICs at the 2019 IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC). The research was sponsored by the Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) and the Semiconductor Research Corporation (SRC) through the Center for Brain-inspired Computing Enabling Autonomous Intelligence (CBRIC).

"We are trying to bring intelligence to these very small robots so they can learn about their environment and move around autonomously, without infrastructure," said Arijit Raychowdhury, associate professor in Georgia Tech's School of Electrical and Computer Engineering. "To accomplish that, we want to bring low-power circuit concepts to these very small devices so they can make decisions on their own. There is a huge demand for very small, but capable robots that do not require infrastructure."

The cars demonstrated by Raychowdhury and graduate students Ningyuan Cao, Muya Chang and Anupam Golder navigate through an arena floored by rubber pads and surrounded by cardboard block walls. As they search for a target, the robots must avoid traffic cones and each other, learning from the environment as they go and continuously communicating with each other.

The cars use inertial and ultrasound sensors to determine their location and detect objects around them. Information from the sensors goes to the hybrid ASIC, which serves as the "brain" of the vehicles. Instructions then go to a Raspberry Pi controller, which sends instructions to the electric motors.

In palm-sized robots, three major systems consume power: the motors and controllers used to drive and steer the wheels, the processor, and the sensing system. In the cars built by Raychowdhury's team, the low-power ASIC means that the motors consume the bulk of the power. "We have been able to push the compute power down to a level where the budget is dominated by the needs of the motors," he said.

The team is working with collaborators on motors that use micro-electromechanical (MEMS) technology able to operate with much less power than conventional motors.

"We would want to build a system in which sensing power, communications and computer power, and actuation are at about the same level, on the order of hundreds of milliwatts," said Raychowdhury, who is the ON Semiconductor Associate Professor in the School of Electrical and Computer Engineering. "If we can build these palm-sized robots with efficient motors and controllers, we should be able to provide runtimes of several hours on a couple of AA batteries. We now have a good idea what kind of computing platforms we need to deliver this, but we still need the other components to catch up."

In time domain computing, information is carried on two different voltages, encoded in the width of the pulses. That gives the circuits the energy-efficiency advantages of analog circuits with the robustness of digital devices.

"The size of the chip is reduced by half, and the power consumption is one-third what a traditional digital chip would need," said Raychowdhury. "We used several techniques in both logic and memory designs for reducing power consumption to the milliwatt range while meeting target performance."

With each pulse-width representing a different value, the system is slower than digital or analog devices, but Raychowdhury says the speed is sufficient for the small robots. (A milliwatt is a thousandth of a watt).

"For these control systems, we don't need circuits that operate at multiple gigahertz because the devices aren't moving that quickly," he said. "We are sacrificing a little performance to get extreme power efficiencies. Even if the compute operates at 10 or 100 megahertz, that will be enough for our target applications."

The 65-nanometer CMOS chips accommodate both kinds of learning appropriate for a robot. The system can be programmed to follow model-based algorithms, and it can learn from its environment using a reinforcement system that encourages better and better performance over time - much like a child who learns to walk by bumping into things.

"You start the system out with a predetermined set of weights in the neural network so the robot can start from a good place and not crash immediately or give erroneous information," Raychowdhury said. "When you deploy it in a new location, the environment will have some structures that it will recognize and some that the system will have to learn. The system will then make decisions on its own, and it will gauge the effectiveness of each decision to optimize its motion."

Communication between the robots allow them to collaborate to seek a target.

"In a collaborative environment, the robot not only needs to understand what it is doing, but also what others in the same group are doing," he said. "They will be working to maximize the total reward of the group as opposed to the reward of the individual."

With their ISSCC demonstration providing a proof-of-concept, the team is continuing to optimize designs and is working on a system-on-chip to integrate the computation and control circuitry.

"We want to enable more and more functionality in these small robots," Raychowdhury added. "We have shown what is possible, and what we have done will now need to be augmented by other innovations."




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus



В Мытищах состоялась отчетно-выборная конференция профсоюза жизнеобеспечения

В честь Дня образования вневедомственной охраны подмосковные росгвардейцы провели тематические мероприятия

В Мытищах состоялась отчетно-выборная конференция профсоюза жизнеобеспечения

В Мытищах состоялась отчетно-выборная конференция профсоюза жизнеобеспечения


Пегас-Туристик сделал важное заявление о турах на зимний сезон

Стали известны лауреаты ежегодной Национальной премии доверия покупателей МАРКА №1 в РОССИИ 2024

День рождения музея «АТОМ» при поддержке Детского радио

Тайны мёда: врач Кутушов рассказал про целебные свойства и особенности нагревания


Lennox Lewis Has No Doubt How Anthony Joshua vs Daniel Dubois Rematch Goes: “He’ll Go After Him”

Bay Area high school football: Weekend scoreboard, how Top 25 fared

You need the eyes of a movie hero to spot the 5 horror villains lurking near the crime scene in under 90 secs

Lindsay Hubbard's Baby Shower Details Revealed, Including Which 'Summer House' Co-Stars Attend


станция метро Битцевский Парк. Москва

Слушатель «Авторадио» едет в Абу-Даби на «Формулу-1»

В Троицке спустя 21 год найдены и осуждены убийцы женщины и ребенка

Отделение СФР предоставило 11 жителям региона с нарушениями зрения собак-поводырей


World's biggest modding site announces new paid mods policies, with caveats—'as long as it isn't to the detriment of the free modding ecosystem'

AMD's Dr. Lisa Su predicts AI GPU market will grow to $500 billion by 2028 or 'roughly equivalent to annual sales for the entire semiconductor industry in 2023'

Call of Duty: Black Ops 6 meta guns and loadouts

Disney Dreamlight Valley just announced its second DLC featuring 4 new characters, along with a free update coming in December



Отделение СФР предоставило 11 жителям региона с нарушениями зрения собак-поводырей

Компания «Мария» рассказала о новых решениях для девелопмента на конференции Московского Бизнес-клуба

Защитите свой автомобиль от зимнего гнева! Экспертный уход Aqua Complex – это просто

Компания «Мария» рассказала о новых решениях для девелопмента на конференции Московского Бизнес-клуба




Секреты ухода за униформой официантов: советы по долговечности и презентабельности

В Мытищах состоялась отчетно-выборная конференция профсоюза жизнеобеспечения

Стали известны лауреаты ежегодной Национальной премии доверия покупателей МАРКА №1 в РОССИИ 2024

Грузоперевозки по России и ближнему зарубежью


В Москве начала работу Евразийская каникулярная школа «Язык мира» для учителей русского языка

На рынке новостроек Московской области наблюдается снижение спроса на жилье

В России до 2030 года планируют сдавать не менее 100 млн «квадратов» жилья

Аферисты начали похищать деньги москвичей под предлогом улучшения качества связи


Теннисная школа экс третьей ракетки мира Петровой открылась в Татарстане

Елена Рыбакина вылетела на Итоговый турнир WTA

Теннисистки Соболенко и Рыбакина сыграют в одной группе на Итоговом турнире

Стефанос Циципас одержал 100-ю победу на турнирах серии «Мастерс»


Шок дня: Основная сборная Брунея не приедет на матч с Россией

“Фанагория” получила специальный приз «Золотой Дионис» на Top100Wines 2024 за “ценность и достоинство вне времени”

Мариинский театр представит на фестивале «Зарядье» оперы «Летучий голландец» и «Идиот»

Аварийный многоквартирный дом на Почтовой улице снесут в Звенигороде


Музыкальные новости

Тина Канделаки предложила Евгению Петросяну стать постоянным резидентом Comedy Club

“Фанагория” получила специальный приз «Золотой Дионис» на Top100Wines 2024 за “ценность и достоинство вне времени”

«Какая же она взрослая»: Волочкова показала 19-летнюю дочь (фото)

В музее Нью-Йорка найдена рукопись неизвестного вальса Шопена



В международный день врача прошла премия THE MEDICAL STARS AND BEAUTY AWARDS

Компания «Мария» рассказала о новых решениях для девелопмента на конференции Московского Бизнес-клуба

Защитите свой автомобиль от зимнего гнева! Экспертный уход Aqua Complex – это просто

Компания «Мария» рассказала о новых решениях для девелопмента на конференции Московского Бизнес-клуба


Совместный сон с питомцем: токсиколог Кутушов разобрался в преимуществах и недостатках такого соседства

PREMIER назвал дату выхода нового исторического детектива с Сергеем Безруковым «Плевако»

«Грузовичкоф» на круглом столе РБК Петербург

Музыкальный спектакль «Я тебе верю!» в декабре в «Колизей – Арена»


Защитите свой автомобиль от зимнего гнева! Экспертный уход Aqua Complex – это просто

ОСАГО по камере: как это будет работать

С 1 ноября в центре Москвы усилят контроль за неправильной парковкой

Сотрудники московского ОМОН оказали помощь пострадавшей в ДТП пенсионерке (видео)


Вучич посетит празднование 80-летия Победы в Москве

Вице-премьер Сербии Вулин: Вучич приедет в Москву и встретится с Путиным 9 Мая

«Bloomberg»,США: Путин проводит тренировку стратегических ядерных сил за несколько дней до выборов в США

Президент Сербии Вучич приедет в Москву на празднование 80-летия Победы


«Симптомы изменились»: врач Кондрахин объяснил, по каким признакам выявить туберкулез




В международный день врача прошла премия THE MEDICAL STARS AND BEAUTY AWARDS

Совместный сон с питомцем: токсиколог Кутушов разобрался в преимуществах и недостатках такого соседства

Токсиколог Кутушов объяснил, почему хочется спать после обеда

Отделение СФР предоставило 11 жителям региона с нарушениями зрения собак-поводырей


Лавров: требование «Томагавков» Зеленским вызвало оторопь в Вашингтоне

Киев в ярости: утечка информации раскрыла тайный запрос на ракеты Tomahawk

Зеленский потребовал от Варшавы отдать последнее на военные нужды Киева


Прогулочные маршруты и спортивные площадки: Четырём зелёным зонам на юге Москвы подарили новую жизнь

Серпуховские гимнастки завоевали 30 медалей на соревнованиях в Москве

Мультсериал «Команда МАТЧ» взял награду на XXII Международном фестивале спортивного кино

Назначены арбитры на матчи 14-ого тура МИР РПЛ


США не смогли стать опорой глобальной безопасности – Лукашенко

Лукашенко: конфликт в Йемене может разрастись в катастрофу, которая миру и не снилась

"Навязать грузинам ЛГБТ какой-то хотят!" Лукашенко прокомментировал события в Грузии

Стали известны предварительные оппоненты Лукашенко на выборах в Белоруссии



Собянин: Строительство флагманского центра ГКБ им. Буянова завершится в декабре

Собянин рассказал о развитии дорожной сети возле станций метрополитена

Сергей Собянин: Поддерживаем высокотехнологичный бизнес

Собянин вручил государственные и городские награды заслуженным москвичам


Черноморские деликатесы можно приобрести на рыбных рынках «Москва — на волне»

Прогулочные маршруты и спортивные площадки: Четырём зелёным зонам на юге Москвы подарили новую жизнь

В поселке Новой Москвы проверяют воду из-за признаков загрязнения

"Москва – на волне": Жителей столицы приглашают попробовать черноморские деликатесы


В Госдуме связали подорожание картофеля с дефицитом льготных кредитов

Риелторы не увидели угрозы рынку из-за роста просрочки по ипотеке

Мариинский театр представит на фестивале «Зарядье» оперы «Летучий голландец» и «Идиот»

В Ленинском округе завершены работы по программе «Светлый город»


Группа Аквилон преодолелат планку в 1 миллион квадратных метров

Вечер сентября...

В Архангельской области выросла зарплата инженеров-механиков

Лидером по наличию мусорных контейнеров стала Амурская область


Под Симферополем строится мини-город от “ИнтерCтрой”

https://telegra.ph/Pod-Simferopolem-stroitsya-mini-gorod-ot-InterCtroj-10-29

ЖК “Республика” - территория доступного комфорта

Герой России Дамир Юсупов встретился с сотрудниками донской полиции


Стали известны лауреаты ежегодной Национальной премии доверия покупателей МАРКА №1 в РОССИИ 2024

На рынке новостроек Московской области наблюдается снижение спроса на жилье

В Москве мобильные пункты обогрева возобновляют работу с 1 ноября

“Фанагория” получила специальный приз «Золотой Дионис» на Top100Wines 2024 за “ценность и достоинство вне времени”












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
Арина Соболенко

Теннисистки Соболенко и Рыбакина сыграют в одной группе на Итоговом турнире






Стали известны лауреаты ежегодной Национальной премии доверия покупателей МАРКА №1 в РОССИИ 2024

В Москве мобильные пункты обогрева возобновляют работу с 1 ноября

Замначальника ИК-2 Липецка, откуда сбежали заключенные, обвинили в халатности

Ефимов: Инвесторы возведут три многофункциональных комплекса в Мневниковской пойме