Liderado por la Universidad Carlos III de Madrid, el proyecto europeo Tevi está desarrollando sensores de potencia ultrabaja que incorporan inteligencia artificial. Para ello, los investigadores pretenden eliminar el convertidor analógico a digital (ADC) y acoplar directamente el sensor a la red neuronal (NN), para poder codificar las señales del sensor con un oscilador controlado por voltaje (VCO).
La solución actual para los sensores requiere un convertidor de analógico a digital antes del bloque de procesamiento de señales, generalmente implementado con una red neuronal. Los controladores basados en un oscilador controlado por voltaje se han utilizado para implementar sensores integrados.
Según la información publicada en el Servicio de Información Comunitario sobre Investigación y Desarrollo (Cordis, por sus siglas en inglés) de la Comisión Europea, para lograr este objetivo se requiere desarrollar una nueva celda de acumulación múltiple (MAC) para la primera capa de la NN, que opere con señales del VCO, y una interfaz de oscilador controlado por voltaje adecuada con los sensores existentes.
En la mayoría de las aplicaciones, también se requieren los datos sin procesar del sensor, por lo que las señales provenientes del VCO se pueden convertir en una secuencia muestreada al habilitar un decodificador digital, que no es necesario cuando se detecta un patrón en la red neuronal.
Eficiencia energética del sensor
De esta forma, el consumo de energía puede cumplir con los requisitos de los productos que funcionan con baterías, mediante la eliminación de ADC y con la eficiencia energética de la implementación de la red neuronal.
Hasta el momento no existe una combinación para implementar en un mismo dispositivo una interfaz de sensor utilizando un VCO y una unidad MAC codificada en fase/frecuencia (P-MAC) para una red neural, por lo que los investigadores intentarán unificar ambos sistemas.
La arquitectura resultante puede ser útil tanto para aplicaciones industriales como de investigación, como chips de sonda neuronal, dispositivos electrónicos portátiles o dispositivos IoT alimentados por batería.
El grupo de investigadores ha seleccionado micrófonos inteligentes a prueba de agua como una aplicación para beneficiarse de esta investigación, que puede conducir directamente al desarrollo de un producto de interés para las industrias microelectrónicas en la Unión Europea que producen micrófonos MEMS.
El proyecto Tevi comenzó en noviembre de 2020 y se prevé que finalice en octubre de 2024. En este proyecto, la universidad cuenta con la empresa Tecnologías Infineon (Austria) para desarrollar esta tecnología y un presupuesto de 725.714,64 euros, financiados íntegramente por el programa de investigación Horizonte 2020 de la Comisión Europea.