Drone’ların ormanları taradığı, robotların depolarda dolaştığı ve sensörlerin şehir sokaklarını izlediği bir dünyada karar alma süreçleri giderek ağın uç noktalarına taşınıyor. Ancak bu dönüşüm, teoride cazip olsa da pratikte ciddi bir sorunla karşı karşıya: uç cihazlardaki donanım hâlâ çok sınırlı. Yapay zekâ (YZ) modelleri büyüyüp karmaşıklaştıkça, bu küçük cihazlar hesaplama, bellek ve enerji açısından zorlanıyor.
Uç yapay zekâda iki yol, iki sorun
Mühendislerin bugüne kadar önünde iki temel seçenek vardı ve ikisi de ideal değil.
-
Modeli tamamen cihazda çalıştırmak, yüksek bellek ihtiyacı, yoğun veri aktarımı ve pil ömrünü hızla tüketen işlem yükü anlamına geliyor.
-
Modeli buluta taşımak ise donanım kısıtlarını aşsa da gecikme, ek enerji tüketimi ve güvenlik riskleri doğuruyor.
Bu ikilemin ortasında, araştırmacılar üçüncü bir yol üzerinde çalışıyor.
Kablosuz Akıllı Uç Ağları (WISE) yaklaşımı
ABD’de Duke University’nden araştırmacılar, her iki yaklaşımın sınırlamalarını aşmayı hedefleyen Kablosuz Akıllı Uç Ağları (WISE) adlı yeni bir yöntemi ortaya koydu. Bu modelde, büyük yapay zekâ ağlarının ağırlıkları radyo dalgaları aracılığıyla cihazlara “havadan” iletiliyor.
Böylece:
-
Cihazın içinde tüm modeli saklamaya gerek kalmıyor
-
Buluta sürekli veri gönderip almadan hesaplama yapılabiliyor
-
Enerji, hız ve boyut maliyetleri ciddi biçimde düşüyor
Araştırmacılara göre bu yaklaşım, enerji verimli uç yapay zekâ için gerçekçi bir yol sunuyor.
Bilgi radyo dalgalarının fiziğinde hesaplanıyor
9 Ocak’ta Science Advances’te yayımlanan çalışmanın başında, Duke Üniversitesi’nden Tingjun Chen ile MIT Elektronik Araştırma Laboratuvarı’ndan Dirk Englund yer alıyor. Çalışmanın temelinde “fizik içi analog hesaplama” adı verilen bir kavram bulunuyor.
Geleneksel dijital hesaplamada veriler 0 ve 1’lere dönüştürülür, işlemciler bu bitleri ardışık matematiksel adımlarla işler. Bu yöntem güvenilir olsa da küçük, pille çalışan cihazlar için verimsiz.
WISE yaklaşımında ise hesaplamanın bir kısmı doğrudan radyo dalgalarının fiziksel davranışıyla gerçekleşiyor.
Dijital işlemciye gerek kalmadan hesaplama
WISE mimarisinde:
-
Baz istasyonu, tam yapay zekâ modelini ve ağırlıklarını saklıyor
-
Bu ağırlıkları kodlayan bir radyo frekansı (RF) sinyali yayımlanıyor
-
Yakındaki uç cihaz, bu sinyali kendi giriş verileriyle analog alanda karıştırıyor
Bu fiziksel karıştırma işlemi, örneğin iki RF sinyalinin çarpımını yaklaşık olarak hesaplayabiliyor. Bu adım, çoğu derin öğrenme modelinde kritik bir matematiksel işlemi dijital işlemci kullanmadan yerine getiriyor.
Chen bu yaklaşımı şöyle özetliyor:
“Zaten yaygın olan minyatür elektroniklerin sunduğu fiziksel hesaplama yeteneklerinden yararlanıyoruz. Her adımı dijital çiplerde koşturmak yerine, radyo dalgalarının kendisi hesaplamanın bir parçası haline geliyor.”
Analiz
WISE yaklaşımı, yapay zekâyı uç noktalara taşımada radikal ama mantıklı bir kırılma sunuyor. Hesaplamayı yazılım yerine fiziğin kendisine yaptırmak, enerji verimliliği ve gecikme sorunlarını aynı anda çözme potansiyeline sahip. Eğer bu yöntem ölçeklenebilir ve ticari donanımlara uyarlanabilirse, akıllı şehirlerden savunma sistemlerine, IoT’den otonom araçlara kadar pek çok alanda uç yapay zekânın önünü açabilir. Bu da gelecekte yapay zekâ mimarilerinin yalnızca algoritmalarla değil, elektromanyetik fizik ile de şekilleneceğini gösteriyor.