オンデマンドニューロモルフィックビジョンシステム：デバイスからシステムレベルで設計されたマルチパラダイムニューロモルフィックデバイスと階層的再構成可能性による実現

科学分野:

• ニューロモルフィックエンジニアリング
• コンピュータビジョン
• 材料科学

背景:

• 現在のインテリジェントビジョンシステムは、動的シナリオに必要な柔軟性と電力効率が不足しています。
• 既存のシステムは、剛性のあるアーキテクチャと限られた機能のデバイスに依存しており、適応性を妨げています。
• 生物学的ビジョンシステムは、高いインテリジェンス、効率、および柔軟性のベンチマークを提供します。

研究 の 目的:

• オンデマンドの超再構成可能なインテリジェントビジョンシステムを開発すること。
• 機能間のシームレスな切り替えを可能にすることにより、ニューロモルフィックギャップを埋めること。
• ビジョンシステムにおける高いインテリジェンス、効率、および柔軟性を同時に達成すること。

主な方法:

• スパイク、非スパイク、ニューロモルフィックイメージング（NI）、および人工知能（AI）モードを切り替えることができるマルチパラダイムデバイスアレイを開発しました。
• オンデマンドリソース割り当てのための再構成可能な回路およびアーキテクチャ設計を実装しました。
• デバイス、セル、アレイ、およびシステムレベルでの真の再構成可能性を実証しました。

主要な成果:

• NI中心で最大52.6 TOPS/W、NI/AIハイブリッドで75.5 TOPS/Wの優れた電力効率を達成しました。
• スマートイメージングと認識のためのNIとAI機能間のオンデマンドリソース割り当てを実証しました。
• スパイク（動的）モードと非スパイク（静的）モード間のシームレスな遷移を可能にしました。

結論:

• 開発されたシステムは、インテリジェントビジョンに対して前例のない再構成可能性と電力効率を提供します。
• この研究は、生物学的ビジョンシステムの機能を模倣することに向けた重要な進歩を表しています。
• このシステムは、動的で予測不可能な視覚処理タスクに対して、柔軟で効率的なソリューションを提供します。