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Imagen de Shouyi Yin, del Instituto de Microelectrónica de la Universidad de Tsinghua

Computación

Cualquier aparato se vuelve inteligente con este chip hecho en China

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Thinker consume muy poca energía y adapta sus requisitos a cada situación, dos características claves para ejecutar algoritmos de inteligencia artificial en cualquier aparato de consumo. El chip es una muestra del enorme esfuerzo del país por meterse en el mercado de los semiconductores

  • por Yiting Sun | traducido por Naia Hernando
  • 29 Enero, 2018

En un despacho de la Universidad de Tsinghua en Beijing (China), un chip informático trabaja con los datos de una cámara cercana en busca de caras almacenadas en una base de datos. Unos segundos más tarde, el mismo chip, llamado Thinker (Pensador), ejecuta comandos de voz en chino. Thinker está diseñado para dar apoyo a redes neuronales, pero su característica más distintiva es la poca energía que consume, ocho pilas AA son suficientes para mantenerlo en funcionamiento durante un año.

Thinker puede adaptar de manera dinámica sus requisitos informáticos y de memoria para satisfacer las necesidades del software con el que trabaja. Esto es importante, ya que muchas aplicaciones de inteligencia artificial (IA), que reconocen objetos en imágenes y entienden el lenguaje humano, requieren una combinación de varios tipos de redes neuronales con distintas cantidades de capas.

En diciembre de 2017, se publicó un artículo que describía el diseño de Thinker en el IEEE Journal of Solid-State Circuits, una de las principales revistas de diseño de hardware informático. Fue un gran logro para la comunidad de investigación china.

El chip solo es un ejemplo de una importante tendencia que está arrasando el sector tecnológico chino (ver La nueva carrera de los chips de silicio se libra en el cuadrilátero de la inteligencia artificial). La industria de los semiconductores del país ha encontrado una oportunidad única para establecerse en la actual ola de entusiasmo por el hardware optimizado para inteligencia artificial. Los chips informáticos son clave para el éxito de la inteligencia artificial, así que China se está centrando en desarrollar su propia industria de hardware para convertirse en una verdadera potencia en la tecnología (ver China despierta al dragón de la inteligencia artificial).

Occidente no debería temer la revolución de inteligencia artificial china; debería copiarla (ver Oriente contra Occidente: la gran carrera de la inteligencia artificial).

"En comparación con la respuesta de China a las revoluciones anteriores de las tecnologías de la informacións, la velocidad a la que China está siguiendo la actual tendencia [en inteligencia artificial] es la más rápida hasta la fecha", afirma el subdirector del Instituto de Microelectrónica de la Universidad de Tsinghua y el principal autor del artículo sobre Thinker, Shouyi Yin, en referencia al esfuerzo chino por diseñar procesadores de redes neuronales.

Aunque el país se ha convertido en la fábrica mundial por excelencia de paneles solares y de smartphones, su industria de los semiconductores va muy por detrás de la de EE. UU. Entre enero y septiembre de 2017, China invirtió casi 150.000 millones de euros en importar circuitos integrados, un aumento del 13,5 % respecto al año anterior, según la Asociación de la Industria de los Semiconductores China. Varias de las principales empresas tecnológicas estadounidenses, entre ellas Google e Intel, además de algunas start-ups, están desarrollando chips para aplicaciones de inteligencia artificial.

En un plan a tres años para desarrollar la inteligencia artificial, publicado por el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información chino en diciembre de 2017, el Gobierno se fijó el objetivo de producir chips de procesamiento de redes neuronales en masa para 2020.

Un esquema muestra diferentes elementos de un chip llamado Thinker, desarrollado en la Universidad Tsinghua en Beijing.

Foto: Un esquema muestra diferentes elementos del chip Thinker, desarrollado en la Universidad Tsinghua en Beijing.

Aunque es posible manejar software de inteligencia artificial con los chips existentes, como las unidades de procesamiento gráfico o las matrices de puertas programables (FPGA, un tipo de chip en blanco que puede ser reconfigurado sobre la marcha), estos diseños son caros y no resultan útiles para los pequeños dispositivos que utilizan baterías. Por eso el equipo de Yin en Tsinghua desarrolló Thinker.

Thinker podría incorporarse en una amplia variedad de aparatos, como smartphones, relojes inteligentes, robots domésticos y equipos estacionados en lugares remotos. El equipo de Yin planea lanzar el primer producto equipado con Thinker en marzo.

Hay otros proyectos en marcha en otros lugares de China. Un fabricante de semiconductores local está a punto de lanzar un pequeño lote de chips que se incorporarán en los robots de un equipo de investigación del Instituto de Tecnología Informática de la Academia de las Ciencias China (ICT). El chip, llamado Dadu, tiene dos núcleos; uno para poner en marcha redes neuronales y el otro para controlar el movimiento. El núcleo neuronal ejecuta los algoritmos para la visión pero también permite al núcleo de movimiento planear el camino óptimo para llegar a un destino o el mejor movimiento para agarrar un objeto.

El director del Laboratorio de Ciberinformática del ICT y responsable del proyecto de chips para robots, Yinhe Han, imagina una gran cantidad de aplicaciones, como robots que entregan café y drones controlados por gestos de la mano. La ventaja de desarrollar un sistema así en China, comenta, es la gran base de usuarios que permite actualizar más rápido el diseño del chip en función de sus experiencias.

China ha fracasado en sus intentos anteriores de revolucionar la industria de los chips. En 2001, el ICT creó un equipo para que desarrollara ordenadores de sobremesa. Ese equipo se convirtió en el punto de partida de un fabricante de chips chino llamado Loongson pero los productos de la empresa nunca se han utilizando tan ampliamente como le hubiera gustado a sus fundadores.

La industria de los circuitos integrados de China se ha expandido rápidamente, con un crecimiento del 58 % entre 2000 a 2016. Sin embargo, en 2016, la capacidad de fabricación mundial de semiconductores de China seguía siendo solamente 14,2 %, según PwC. En una política de fabricación anunciada por el Gobierno central en 2015, llamada Fabricado en China 2025, el diseño y la fabricación de chips apareció como una de las áreas clave en las que el Gobierno pedía innovación.

Sin embargo, las start-ups chinas navegan en un entorno bastante distinto al que dio lugar a empresas como Intel y Nvidia. Los negocios han adoptado masivamente la computación en la nube, por lo que podría haber menos mercado para hardware, indica el presidente de SmarCo, Dongrui Fan, una start-up de Beijing que diseña un chip de inteligencia artificial para centros de datos que procesan grabaciones de vídeo.

Sin embargo, las empresas de inteligencia artificial chinas desarrollan sus propios hardwares con cada vez más frecuencia.

"En el futuro, las empresas que se limitan a fabricar chips podrían ir disminuyendo", opina el director de diseño ASIC en Horizon Robotics, Fengxiang Mam, cuya una start-up de Beijing que se centra en aplicar técnicas de inteligencia artificial a la conducción y las cámaras. En diciembre de 2017, Horizon lanzó dos chips de visión artificial. Pueden utilizarse para que los vehículos reconozcan a los peatones o para ayudar a los centros comerciales a encontrar patrones en el tráfico de visitantes. Desde que se fundó en 2015, la empresa ha crecido hasta tener más de 300 empleados.

Ma dice que Horizon Robotics no es una empresa de chips, pero diseña sus propios modelos para sus productos para lograr un mejor rendimiento y un menor coste de producción.

Por ahora, los investigadores de chips chinos tienen muchos problemas que resolver: cómo comercializar sus diseños de chips, cómo ampliar y cómo navegar en un mundo en el que la informática es transformada por la inteligencia artificial. Sin embargo, lo que no le falta, es ambición. Yinhe Han de ICT concluye: "Como investigadores en chips, todos tenemos sueños. Veremos a dónde podemos llegar".

Computación

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