エッジAIの進歩が次世代ドローンのイノベーションをどう推進するか

ここ数年、ドローンをめぐる革新は数多くありました。 いくつかの企業はすでに、荷物や食品の配達のほか、農業監視、電力線などの重要なインフラの検査、火災被害の確認などの用途でドローンをテストしている。 商業分野では遠隔操作型ドローンと自律型ドローンの両方に大きな需要があることは明らかであり、ドローンの規制が整理されるにつれて、この需要はさらに増加するでしょう。 この記事では、AI コンピューティングの最新の進歩がドローンのイノベーションの新しい時代をどのように導いているのかを探ります。

主な課題

ドローンが直面している主な課題の 1 つは、極めて強力な処理能力が求められると同時に、エネルギー効率が非常に高く、サイズも小型であることです。これは、コンピューター ビジョン (CV) アプリケーションに高解像度カメラや複数のカメラを使用するドローンに特に当てはまります。今日のデジタル コンピューティング ソリューションは電力を大量に消費することが多く、ドローンの飛行時間とバッテリー寿命に影響を与えます。さらに、デジタル コンピューティング ソリューションは、制御ステーションに即時かつ関連性の高い情報を提供するために不可欠な複雑な人工知能ネットワークを実行するのに苦労しています。石油掘削装置の漏れやその他の損傷の兆候を監視するためにドローンが使用されることを想像してみてください。ドローンは映像を瞬時に処理し、問題をリアルタイムで検出し、すぐに報告する必要があります。

デジタル ソリューションは多くのドローン AI アプリケーションの厳しい要件を満たすには不十分ですが、新しい計算アプローチはこれらの障害を取り除くのに役立ちます。コンピューティングインメモリ (CIM) により、複数の大規模で複雑なディープ ニューラル ネットワーク (DNN) を使用する場合でも、デジタル処理システムのわずかなパワーでリアルタイムの AI 処理が可能になります。アナログ CIM システムは、高スループット DRAM に依存するデジタル コンピューティング システムとは異なり、アナログ コンピューティングとフラッシュ メモリなどの不揮発性メモリ (NVM) を組み合わせて動作します。 DRAM は大量の電力を消費しますが、アナログ CIM システムは、フラッシュ アレイ内でベクトル行列の乗算と加算を大規模に並列に実行することで、電力面で大きな利点があります。

シミュレーションCIM

アナログ CIM システムは、プロセッサとメモリ内のデジタル ロジック ゲートを介して伝播するデータや、外部 DRAM への書き込みと外部 DRAM からの読み取りの遅延の影響を受けないため、計算集約型の AI ワークロードを非常に高速に処理できます。 さらに、アナログ CIM システムは非常にコンパクトであるため、サイズとペイロード (重量) の制約がある UAV にとって非常に重要です。 アナログ CIM システムは、フラッシュ メモリの高密度化により、単一のフラッシュ トランジスタをストレージ メディア、乗算器、加算器 (アキュムレータ) 回路として使用できるため、小型フォーム ファクタで強力な AI 処理機能を提供できます。

これらすべての要素により、アナログ CIM システムは、物体検出、分類、セグメンテーション、深度推定など、ドローン向けのさまざまな AI ビデオ分析アプリケーションに最適です。 これらの機能により、今後数年間でドローンに新たな刺激的な可能性が開かれるでしょう。

自律型ドローン

ドローンがより多くの情報をローカルで処理できるようになると、完全に自律的に動作できるドローンの数は増加するでしょう。これらのドローンは、農業、宅配便、環境保護、セキュリティなど、さまざまな業界の複雑なタスクを処理できるようになります。もちろん、安全上の理由、規制、その他の考慮事項により、ドローンを人間が制御する必要がある用途は依然として多く存在します。そのため、自律性の向上により、1 人の人間が 1 台のドローンを制御するだけでなく、複数のドローンを同時に飛行させることが可能になります。

一般的に議論されているドローンの屋外での使用に加えて、工場やその他の産業環境の屋内でもドローンを使用できる方法がいくつかあります。ドローンは在庫の監視と識別、そして倉庫内のさまざまな場所への商品の輸送に役立ちます。ドローンは、特に人にとって危険な場所にある機器の検査にも重要です。

対ドローン技術

最後に、より高性能なドローンは対ドローン技術の進歩も促進するでしょう。連邦航空局は、空港などの制限空域を飛行するドローンに関する報告を毎月100件以上受け取っている。たとえこれらのドローンが悪意のない愛好家によって操縦されていたとしても、航空機、特にヘリコプターや小型飛行機に深刻な脅威を与える可能性があります。コンピューティングの進歩により、ドローンは公共の安全に対する脅威とみなされる他のドローンをより正確に捕捉できるようになります。

アナログ CIM テクノロジーに基づく強力な AI 処理が、次世代のドローンをどのように再形成し、考えられるほぼすべての業界に新しいアプリケーションを切り拓くのか、楽しみにしています。