Imaginez que le matériel puisse être mis à niveau avec de nouvelles fonctionnalités aussi facilement que les logiciels.

Des chercheurs du MIT ont conçu une puce modulaire qui utilise des éclairs de lumière pour transmettre des informations entre ses composants. L’un des objectifs de la conception de la puce est de permettre aux gens d’échanger des fonctionnalités nouvelles ou améliorées au lieu de remplacer la puce entière, ouvrant ainsi la voie à des appareils pouvant être mis à jour en permanence.

« La direction générale de la réutilisation du matériel est une bonne chose », a déclaré le Dr Eyal Cohen, PDG et cofondateur de CogniFiber, par courriel. « Nous espérons sincèrement qu’une telle puce sera utilisable et évolutive ».

Des années-lumière à l’horizon

Les chercheurs du MIT ont mis leur plan à exécution en concevant une puce pour les tâches de base de reconnaissance d’images, actuellement entraînée spécifiquement à reconnaître trois lettres : M, I et T. Ils ont publié les détails de cette puce dans la revue Nature Electronics.

Dans l’article, les chercheurs notent que leur puce modulaire est constituée de plusieurs composants, tels que l’intelligence artificielle, les capteurs et les processeurs. Ces composants sont répartis sur différentes couches et peuvent être empilés ou intervertis selon les besoins pour assembler la puce. Les chercheurs affirment que cette conception leur permet de reconfigurer une puce pour des fonctions spécifiques ou de passer à un composant plus récent et amélioré dès qu’il est disponible.

Si cette puce n’est pas la première à utiliser une conception modulaire, elle est unique par son utilisation de LED comme moyen de communication entre les couches. Utilisée avec des photodétecteurs, les chercheurs notent qu’au lieu d’un câblage classique, leur puce utilise des éclairs de lumière pour transmettre des informations entre les composants.

L’absence de câblage est ce qui permet de reconfigurer la puce, car les différentes couches peuvent être facilement réorganisées.

Par exemple, les chercheurs notent dans leur article que la première version de la puce classait correctement chaque lettre lorsque l’image source était claire, mais qu’elle avait du mal à distinguer les lettres I et T dans certaines images floues. Pour corriger ce problème, les chercheurs ont simplement remplacé la couche de traitement de la puce par un meilleur processeur de débruitage, ce qui a amélioré sa capacité à lire les images floues.

« Vous pouvez ajouter autant de couches informatiques et de capteurs que vous le souhaitez, par exemple pour la lumière, la pression et même l’odeur », a déclaré Jihoon Kang, l’un des chercheurs, au journal du MIT. « Nous appelons cela une puce d’IA reconfigurable de type LEGO, car elle présente une extensibilité illimitée en fonction de la combinaison des couches. »

Réduire les déchets électroniques

Bien que les chercheurs n’aient démontré l’approche reconfigurable qu’au sein d’une seule puce informatique, ils affirment que l’approche pourrait être mise à l’échelle, permettant aux gens d’échanger des fonctionnalités nouvelles ou améliorées, comme des batteries plus grandes ou des caméras améliorées, ce qui pourrait également contribuer à réduire les déchets électroniques.

« Nous pouvons ajouter des couches à l’appareil photo d’un téléphone portable afin qu’il puisse reconnaître des images plus complexes, ou en faire des moniteurs de soins de santé qui peuvent être intégrés dans une peau électronique portable », a déclaré Chanyeo Choi, un autre chercheur, à MIT news.

Cependant, avant de pouvoir être commercialisée, la conception de la puce devra répondre à deux problèmes clés, a suggéré le Dr Cohen, dont la société Cognifiber construit des puces à base de verre pour apporter une puissance de traitement de niveau serveur aux appareils intelligents.

Pour commencer, les chercheurs devront se pencher sur la qualité de l’interface, notamment en cas de transmission rapide et sur plusieurs longueurs d’onde. La deuxième question qui doit être analysée plus en détail est la robustesse de la conception, en particulier lorsque les puces sont utilisées pendant une longue durée. Doivent-elles être soumises à un contrôle strict de la température ? Sont-elles sensibles aux vibrations ? Ce ne sont là que deux des nombreuses questions qui devront être approfondies, a expliqué le Dr Cohen.

Dans leur article, les chercheurs indiquent qu’ils sont impatients d’appliquer cette conception aux appareils intelligents et au matériel informatique périphérique, en incluant des capteurs et des capacités de traitement dans un appareil autonome.

« Alors que nous entrons dans l’ère de l’internet des objets basé sur les réseaux de capteurs, la demande de périphériques informatiques multifonctionnels va considérablement augmenter », a déclaré à MIT News Jeehwan Kim, un autre chercheur et professeur associé d’ingénierie mécanique au MIT. « L’architecture matérielle que nous proposons permettra une grande polyvalence de l’informatique de périphérie à l’avenir ».