I ricercatori ingegneristici hanno dimostrato che l'intelligenza artificiale (AI) può progettare circuiti wireless complessi in poche ore, un compito che solitamente richiederebbe settimane agli esseri umani. I progetti di chip generati dall'AI non solo hanno dimostrato una maggiore efficienza, ma hanno anche adottato una metodologia fondamentalmente diversa, che un progettista di circuiti umano probabilmente non concepirebbe. I ricercatori hanno documentato i loro risultati in uno studio pubblicato il 30 dicembre 2024 sulla rivista Nature Communications. Questa ricerca si è concentrata sui chip wireless a onde millimetriche (mm-Wave), che pongono sfide significative per i produttori a causa della loro complessità e della necessità di miniaturizzazione. Questi chip sono componenti essenziali dei modem 5G, ora standard negli smartphone. Attualmente, i produttori dipendono da una combinazione di competenze umane, progetti di circuiti personalizzati e modelli stabiliti. Ogni nuovo design è quindi sottoposto a un lungo processo di ottimizzazione che si basa su tentativi ed errori, spesso a causa della natura intricata dei chip, che può risultare difficile da comprendere per gli esseri umani. Questo porta a un approccio conservativo e iterativo basato sui successi precedenti. Tuttavia, in questo studio, i ricercatori della Princeton Engineering e dell'Indian Institute of Technology hanno ipotizzato che i modelli di AI basati su deep learning potessero implementare una strategia di design inverso, che definisce l'esito desiderato e consente all'algoritmo di dedurre gli input e i parametri necessari. L'AI tratta ogni chip come un'unità coerente piuttosto che una compilazione di componenti esistenti da assemblare. Di conseguenza, vengono scartati i tradizionali modelli di design dei chip, spesso inefficienti e poco compresi. Il futuro del design dei chip? In questo studio, le strutture generate "appaiono di forma casuale", ha spiegato l'autore principale Kaushik Sengupta, professore di ingegneria elettrica e informatica a Princeton.

"Gli esseri umani non possono comprenderle appieno. " Quando il team di Sengupta ha fabbricato i chip, ha scoperto che i progettazioni generate dall'AI hanno raggiunto livelli di prestazione superiori a quelli dei modelli esistenti. Sebbene questi risultati indichino che l'AI potrebbe potenzialmente assumere il controllo del design di chip così complessi, Sengupta ha sottolineato che rimangono sfide che richiedono l'intervento di progettisti umani. In particolare, molti dei design prodotti dall'algoritmo hanno incontrato dei fallimenti, simili alle "allucinazioni" viste con gli attuali strumenti di AI generativa. "L'obiettivo non è sostituire i progettisti umani con strumenti, " ha osservato Sengupta. "Si tratta di migliorare la produttività attraverso nuovi strumenti. " Lo sviluppo rapido di design iterativi apre anche nuove strade. Alcuni design dei chip potrebbero concentrarsi sull'efficienza energetica, mentre altri potrebbero dare priorità alle prestazioni o a intervalli di frequenza ampliati. Con la crescente importanza dei chip wireless, alimentati da una domanda in aumento di miniaturizzazione, questa ricerca rappresenta un notevole avanzamento. Sengupta ha suggerito che se il loro metodo potesse essere applicato ad altri aspetti del design dei circuiti, potrebbe rivoluzionare il modo in cui vengono sviluppate le elettroniche in futuro. "Questo è solo l'inizio di ciò che ci attende in questo campo. "