Мы в Telegram
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



Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: Соцфонд выдал проактивно 3,2 млн сертификатов на материнский капитал

"СВЯТОЙ ЛЕНИН: сенсация о прогнозах направит Америку и Европу творить добро?!

Семинар библиотекарей Ленинского округа прошел в Центральной библиотеке

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: Родители 308,9 тысячи детей в Московской области получают единое пособие


Комплект зубных щеток для детей Revyline S4800 "Чебурашка" появился в филиале бренда в Уфе

Можно ли прожить без музыки? Дискуссия протагонистов музыкального бизнеса

1 массажное упражнение для лица, которое можно делать даже лежа в постели - щеки и овал лица подтянутся, а носогубные складки расправятся

Туристы этой национальности достали даже собственных граждан в своей стране: они массово оставляют экскременты на улицах и устраивают беспорядки на местных курортах


Kai Havertz’s fiancee Sophia stuns in see-through outfit on hen weekend as fans say Arsenal star is ‘so lucky’

What If You Spent 5 Seconds in the Mariana Trench

America’s Space Infrastructure: So Vulnerable It Destabilizes Geopolitics

Panthers take Game 1 of Stanley Cup Final as Sergei Bobrovsky shuts out Oilers


Торговые настольные электронные весы CAS PR-15P

«Школа вожатых» прошла в школе №7 в Реутове

Парадоксы двойного стандарта

Портативный ТСД корпоративного класса Saotron RT-T70


Life is Strange: Double Exposure продолжит историю Макс Колфилд

Мафия-НН: Все в сборе, правила с тревогой выслушаны, роли прочитаны, и сразу же в бой!

Началась предрегистрация на Game of Thrones: Legends — точная дата релиза и подарок новичкам

В новом трейлере Indiana Jones and the Great Circle Индиана спускается на корабле с горы


Досвідчені садівники обирають великі технічні горщики для своїх рослин і квітів


Захарова: армянам - нота, апшеронцам – «да»

Свыше половины российских работодателей поощряют трудоголизм

Парадоксы двойного стандарта

Инго Экосистема стала победителем национальной премии FinTech Awards Russia




"СВЯТОЙ ЛЕНИН: сенсация о прогнозах направит Америку и Европу творить добро?!

Задержанный сотрудник Научно-исследовательского института ФСИН арестован на два месяца

12 июня: какой сегодня праздник, что было в этот день

«Папаша» может. Как Шпагин создал самое узнаваемое оружие ВОВ – ППШ


В Королеве установят мемориальную доску погибшему при исполнении долга пожарному

Путин надеется встретиться с Эрдоганом в июле на саммите в Астане

«Не читайте до обеда советских газет». Талалаев – о своем «увольнении» из «Химок»

Женщина пострадала от обрушения облицовки балкона на Проспекте Мира


Новак Джокович дал дорогу молодым // Борьбу за первое место в рейтинге АТР в этом году поведут Янник Синнер и Карлос Алькарас

Итальянский теннисист Синнер стал лучшей ракеткой мира в рейтинге ATP

«Мирра Андреева обладает удивительной выживаемостью» // Олимпийская чемпионка по теннису Елена Веснина об итогах женского Roland Garros

Касаткина опустилась в рейтинге WTA, Андреева впервые вошла в топ-25


«Хотел бесплатно»: мужчина спрыгнул с Крымского моста на теплоход, чтобы покататься

Играем, тренируемся, отдыхаем. К фестивалю «Лето в Москве. Все на улицу!» присоединяется всё больше жителей ЮЗАО

Специалисты МОЦОМДа представили на форуме доклад по эффективной работе с персоналом

Эстетика ненависти. Как и почему в послевоенном СССР появились пронацистские группировки


Музыкальные новости

Нюша не пришла. Отсутствие певицы и ее мужа в суде не повлияет на развод

Певица и телеведущая Ольга Бузова побывает в лабораториях АмГУ

Легкоатлетка Тангара назвала кринжем участие Бузовой в забеге на Никольской

Денис Мацуев и Симфонический оркестр Мариинского театра откроют фестиваль «Гений места»



Торжественная церемония закрытия VII Международного Фестиваля театральных школ стран БРИКС+ на ВДНХ

Захарова: армянам - нота, апшеронцам – «да»

Инго Экосистема стала победителем национальной премии FinTech Awards Russia

Стал известен список мест для празднования Курбан-байрама в Подмосковье


В Ярославле ждут Надежду Бабкину на бесплатные концерты

СОТРУДНИКИ СОБР «СТОЛИЦА» СТАЛИ ИНСТРУКТОРАМИ НА СБОРАХ ПО БЕСПАРАШЮТНОМУ ДЕСАНТИРОВАНИЮ СПЕЦНАЗОВЦЕВ РОСГВАРДИИ В ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ

Собянин открыл приемное отделение Морозовской детской городской больницы

Титов предположил, что у «Динамо» и «Краснодара» еще 10 лет не будет шанса на победу в РПЛ


В Москве на проспекте Мира на женщину обрушилась облицовка балкона

Массовое ДТП произошло на Волгоградском проспекте в Москве из-за открытого люка

СМИ: Беременная девушка пострадала в аварии на юго-востоке Москвы

Три машины загорелись в Северном Чертаново


Многоходовка Путина опять сработала. Китай строит дорогу в обход России, но Москве это на руку

Путин: Россия будет поддерживать Турцию в стремлении присоединиться к БРИКС

Путин призвал главу «Россетей» обратить внимание на энергокольцо Москвы

Парадоксы двойного стандарта


Выявлено более 1,8 тысячи случаев заражения COVID-19 за неделю в Москве

Свыше 1,8 тыс. случаев коронавируса выявили в Москве за неделю




Врачи из региональных медучреждений положительно оценили столичные ИИ-сервисы

6-летняя девочка сломала позвоночник, прыгая на батутах в Москве

УНИКАЛЬНЫЕ ПРАВОСЛАВНЫЕ РЕЛИКВИИ ПЕРЕДАНЫ В ГЛАВНЫЙ ВОЕННЫЙ КЛИНИЧЕСКИЙ ГОСПИТАЛЬ РОСГВАРДИИ

Сотрудники Росгвардии предотвратили пожар медицинского центра в Москве



Подмосковные атлеты выиграли 7 медалей на Мемориале братьев Знаменских

Открытый чемпионат по мажореткам «Парад Московии» прошел в Истре

6-летняя девочка сломала позвоночник, прыгая на батутах в Москве

Прославленный вратарь Икер Касильяс присоединился к кампании Hisense «Ставшие легендой» в поддержку УЕФА ЕВРО 2024™


Минск подтвердил готовность наращивать сотрудничество с Баку

Рабочий визит в Республику Беларусь совершил воронежский губернатор

Стало известно, о чём беседовал Александр Гусев с президентом Беларуси в Минске



Сергей Собянин. Главное за день

Собянин: Общегородской школьный выпускной пройдет в Москве 28 июня

Собянин открыл приемное отделение Морозовской детской городской больницы

Собянин: С начала года в Москве ввели в эксплуатацию восемь спортивных объектов


«Нельзя трогать руками»: огромных испанских слизней вновь заметили в Москве

Инго Экосистема стала победителем национальной премии FinTech Awards Russia

Жителям Подмосковья рассказали о лесопожарной обстановке в лесах на 11–13 июня

В Екатеринбурге появится больше бассейнов


Кому «шашечки». Эксперты объяснили, что происходит с такси в России

Парк героев Отечественной войны 1812 года благоустроят в Москве

Центральный военный оркестр выступит в Рассказово

Играем, тренируемся, отдыхаем. К фестивалю «Лето в Москве. Все на улицу!» присоединяется всё больше жителей ЮЗАО


XXXIII Церемония награждения Театральной Премии «Хрустальная Турандот» в «Архангельском»

В Архангельске прошёл межрегиональный теннисный турнир «Белое море»

Мастер и Принцесса: в «Архангельском» вручили «Хрустальную Турандот»

В Архангельске пройдет IV Межрегиональный фестиваль национальных культур «Гармоничная Россия»


Музыкально-поэтический вечер «Жизнь не кончена, песня не спета»

В районе Симферополя появится крупный жилой микрорайон - ЖК "Республика"

На этой неделе загрязнение воздуха отмечали в четырех городах Крыма

Выставка-галерея «России славной имена»


О подготовке к экзамену по химии рассказал стобалльник из Великих Лук

Псков вошел в топ-5 городов, которые туристы больше всего ассоциируют с Россией

«Германия движется к союзу с Россией» - американские эксперты осознают, что США теряют популярность в мире. Союзу Берлина и Москвы быть?

Организатору ЧВК «Енот» Молокоедову дали 14 лет заключения












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
ATP

Итальянский теннисист Синнер стал лучшей ракеткой мира в рейтинге ATP






На Южно-Сахалинской ТЭЦ-1 проводится капитальный ремонт котлоагрегата 4

«Нельзя трогать руками»: огромных испанских слизней вновь заметили в Москве

Организатору ЧВК «Енот» Молокоедову дали 14 лет заключения

Псков вошел в топ-5 городов, которые туристы больше всего ассоциируют с Россией