一個由勃蘭登堡多所大學和研究機構(gòu)參與的新啟動的跨學科研究項目正在開發(fā)全新技術(shù)方法，以便在IT網(wǎng)絡的邊緣（即所謂的“邊緣”）更好、更有效地整合人工智能。

這些發(fā)展有望在未來發(fā)揮重要作用，尤其是在工業(yè)電子、醫(yī)療技術(shù)和環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域的應用。弗勞恩霍夫光子微系統(tǒng)研究所（Fraunhofer IPMS）將貢獻其在微型傳感器結(jié)構(gòu)和電子元件集成方面的專業(yè)知識。

在名為“InSeKT”（德語：智能傳感器邊緣技術(shù)的開發(fā)）的項目中，維爾道應用技術(shù)大學、萊布尼茨高性能微電子研究所（IHP）和弗勞恩霍夫光子微系統(tǒng)研究所（Fraunhofer IPMS）正在開發(fā)新的硬件、軟件和傳感器解決方案，以便在IT網(wǎng)絡的邊緣更好地利用人工智能（AI）。人工智能需對大量數(shù)據(jù)進行盡可能快速的處理。該項目的目標是直接在數(shù)據(jù)生成處，例如傳感器本身，進行復雜的計算。

目前，人工智能數(shù)據(jù)處理通常通過中央云計算解決方案進行。數(shù)據(jù)在中央服務器上進行計算，這意味著需要對大量數(shù)據(jù)進行遠距離傳輸。因此，可能會有數(shù)據(jù)泄露隱患，給未經(jīng)授權(quán)的第三方攻擊創(chuàng)造了機會。分散式數(shù)據(jù)處理不僅增強了數(shù)據(jù)保護能力，而且由于避免了數(shù)據(jù)的遠距離傳輸，使得系統(tǒng)具有實時能力。

該項目著力應對市場接受度的關(guān)鍵因素：開發(fā)系統(tǒng)集成技術(shù)、降低成本、提高可靠性、提高小型化程度。該項目由一個來自多家機構(gòu)和多個專業(yè)學科的跨學科團隊牽頭。

解決材料和集成問題的先進傳感器技術(shù)

弗勞恩霍夫光子微系統(tǒng)研究所（Fraunhofer IPMS）的“集成硅系統(tǒng)”分部位于科特布斯，正致力于對現(xiàn)有MEMS傳感器進行功能擴展與集成，從而將其用于邊緣人工智能應用。將信號處理功能直接整合到傳感器中，便可直接在數(shù)據(jù)生成處收集數(shù)據(jù)。其目的是提高傳感器對不同應用場景的適應性，而無需更換底層硬件。

Fraunhofer IPMS最初的核心開發(fā)領(lǐng)域是使用離子遷移譜儀（IMS）進行氣體分析。離子遷移譜儀可以直接檢測空氣中的可電離分析物質(zhì)，即使其濃度極低?，F(xiàn)有方法缺乏足夠的微型化。首款離子遷移譜儀演示器基于FAIMS（場非對稱波形離子遷移譜儀）方法，具有靈活的電極間距，因此有望克服這一障礙。

此外，正在努力實現(xiàn)對近紅外波長范圍內(nèi)的光電探測器進行數(shù)據(jù)支持評估的目標。例如，這些光電探測器可用于材料分析和回收，甚至可穿透包裝進行分析。重點在于改進具有圓柱形金字塔結(jié)構(gòu)的Al-TiN-Si-Schottky探測器組件，以提高靈敏度，并通過使用成本更低的材料來提高可擴展性。

第三個領(lǐng)域涉及電容式微機械超聲換能器（CMUT）的適應性使用，以改進成像。得益于其尺寸和電容式工作原理，CMUT是高靈敏度的超聲波接收器。在傳感器近處實施信號評估可加快成像速度。Fraunhofer IPMS“集成硅系統(tǒng)”分部負責人Sebastian Meyer博士解釋道：“未來，我們有望利用受蝙蝠超聲波信號啟發(fā)的超聲波信號對手部動作進行非常精確的分析，并利用超聲波測量血糖?！?/p>

然后，維爾道應用技術(shù)大學和萊布尼茨高性能微電子研究所將利用生成的傳感器數(shù)據(jù)來訓練邊緣人工智能系統(tǒng)，以實現(xiàn)快速、精確的數(shù)據(jù)處理。該項目的成果將進一步推動傳感器系統(tǒng)向智能化和緊湊化發(fā)展。

來源：半導體芯科技

審核編輯 黃宇