يتمتع الذكاء الاصطناعي بالقدرة على إزالة التعقيد الممل من عملية تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور
يمكن لأي شخص تعلم تطوير لوحات الدوائر المطبوعة ، ولكن فقط مهندس متمرس سيكون قادرًا على صنع نموذج محسن بشكل جيد وغير عرضة للذوبان أو الانفجار أو التسبب في الجهاز الذي يتحكم فيه المجلس إلى حالة ينفجر فيها أو يذوب. عادة ما يكون المهندسون ذوو الخبرة مشغولين ، وعملهم مكلف ، وشخصيتهم سيئة - خاصة إذا أجبروا على القيام بعمل لا يكشف عن عبقريتهم بالكامل.
JITX هي شركة ناشئة أسسها فريق من المهندسين من الإلكترونيات والهندسة الميكانيكية من جامعة كاليفورنيا في بيركلي والذي يقوم بإنشاء ذكاء اصطناعي يمكنه المساعدة في تطوير لوحات الدوائر المحسنة في ساعات بدلاً من أسابيع. ونتيجة لذلك ، سيتحول عمل المهندس من العمل اليدوي إلى الإشراف. أنت تخبر النظام بمستوى عالٍ إلى حد ما أنك قلق ، وأنه يقوم بتطوير لوحة دائرة عمل تعمل على تحديد كل شيء لا يهمك بالفعل. تركز خبرتك الهندسية الخبيرة فقط على الأشياء الصحيحة ، وينتج النظام لوحات الدوائر - فقط أفضل وأسرع وأرخص.
رئيس JITX هو Duncan Haldane ، مؤلف "روبوت القفز المفرط مع الينابيع" المسمى Salto-1P. تم إنفاق جزء خطير إلى حد ما من العمل على Salto-1P (وكذلك على الروبوتات الأخرى) على تطوير أجهزة خاصة ، بما في ذلك لوحات الدوائر المطبوعة. وجد هالدين وزملاؤه أنه في كل مرة بدأوا في فعل شيء جديد ، كان عليهم البدء من جديد من الصفر. يقول هالدين: "لقد أدركنا قلة الوقت الذي نقضيه في أعمالنا الأساسية - البحث". - تم إنفاق كل وقتنا على تطوير الحديد على مستوى منخفض. إن تكاليف اليد العاملة لتطوير الحديد الخاص تشكل عائقا كبيرا أمام الأنظمة الإبداعية الجديدة ".
هدف JITX هو جعل تطوير الأجهزة أشبه بتطوير البرمجيات. هذه ليست أول شركة تحاول القيام بشيء ما في هذا الاتجاه ، وهناك بالفعل العديد من الأدوات الداعمة لتطوير لوحات الدوائر المطبوعة. ومع ذلك ، تعتقد JITX أن نهجها الأكثر شمولية وشمولية فريد من نوعه. كتبت الشركة في بيان صحفي:
كان الإلهام لتقنيتنا الرئيسية هو التقنية المستخدمة لتطوير رقائق الكمبيوتر. أدى ظهور
لغات وصف الأجهزة (HDL) في الثمانينيات إلى إحداث ثورة في تطوير الرقائق. لقد غيرت HDL المبادئ الأساسية لتصميم الدوائر. بدلاً من رسم المخططات يدويًا ، عبر المهندسون عن السلوك المطلوب للدائرة باستخدام الكود ، ثم قامت الخوارزميات تلقائيًا بترجمة هذا الكود إلى الأشكال النحاسية الضرورية. يسمح لك سير العمل هذا بإنشاء رقائق اليوم لمليارات الترانزستورات. سننظم نفس سير العمل في تطوير لوحات الدوائر المطبوعة.
يتطلب تطوير لوحات الدوائر المطبوعة تطبيق المعرفة من العديد من المجالات - يجب على المرء أن يأخذ في الاعتبار الهندسة الكهربائية (تصميم الدوائر ، وتصميم الترددات الراديوية ، وامتثال الإشارة والطاقة) ، والهندسة الميكانيكية (درجة الحرارة والاهتزاز) والإنتاج (تحسين التكلفة ، التصميم مع مراعاة متطلبات الإنتاج ، ومدى ملاءمتها للتجميع الشامل والاختبار ) ليس من المستغرب أن يصعب حوسبة جميع هذه المهام الفرعية تقريبًا ، لذلك يتعين علينا استخدام التمثيلات المبتكرة والاستدلال للحصول على حلول مناسبة. في كل من هذه المجالات ، تحتاج إلى مراقبة ملايين التفاصيل ، وقد حان الوقت لجعل أجهزة الكمبيوتر تقوم بكل هذه الدفاتر.
في ما يلي عرض توضيحي مبكر لـ JITX سجله Haldane في نوفمبر الماضي ، بحيث يمكنك أن تتخيل كيف يعمل كل شيء:
يقول تيد لارسون: "إن ما يحاولون القيام به مطلوب من قبل معظم العاملين في صناعة الحديد". يدير لارسون شركة OLogic تركز على تطوير وبحث الأنظمة المدمجة التي تركز على الروبوتات. عملت OLogic على العديد من الروبوتات التي ربما تكون على دراية بها ، ولكن ليس لديك الحق في التحدث عن عملك. يقول لارسون: "إحدى المشكلات التي حددوها ، والتي أتفق معها ، هي أن وادي السليكون بدأ في إنشاء معدات رديئة للغاية". - الافتراض أنه من الصعب تطوير الحديد ، وأنه لا يوجد ما يكفي من الناس الذين يمكنهم القيام بذلك غير مكلف؟ هذا صحيح. "
ومع ذلك ، هناك أسباب لعدم تطبيق نهج تطوير الحديد ، مثل تطوير البرامج ، حتى الآن ، كما يقول لارسون. "يرغب العديد من الأشخاص في جعل تطوير الإلكترونيات مشابهًا لتطوير البرامج ، ولكن هناك مشاكل في استخدام هذا النهج مع الدوائر التي تتجاوز بعض النماذج الأولية." لتطوير الدوائر التي يمكن إنتاجها واختبارها للامتثال للمعايير ، يحتاج المرء إلى الخبرة ، وكذلك لتحديد جميع المكونات الضرورية التي ستعمل معًا تمامًا كما يجب. يعتقد لارسون أن JITX مثالية للمشاريع في مكان ما بين مرحلة النموذج الأولي ومرحلة الإنتاج ، خاصة بالنظر إلى توفير الوقت وتكلفة النهج التقليدية. ويقول أن النظام لديه إمكانات. "إنهم في بداية الرحلة ، ولديهم فرص هائلة لتحسين العملية برمتها."
ثلاث لوحات تم تطويرها بواسطة JITX AIحتى الآن ، تستخدم JITX أدوات مصممة للاستخدام الداخلي. أنت تخبرهم بما يجب أن يفعله المجلس ، ويوظفون المهندسين الذين تساعد منظمة العفو الدولية في العمل على هذه المهمة وإصدار اللوحة الأكثر كفاءة. في المتوسط ، تقدم JITX لوحات الدوائر المطبوعة أسرع 3 مرات وأقل تكلفة بنسبة 25٪ من المهندسين ذوي الخبرة الذين يعملون بدون أي مساعدة. الهدف النهائي هو زيادة الأتمتة وتوسيعها خارج حدود لوحات الدوائر المطبوعة البسيطة. ولكن في الوقت الحالي ، ستنضم JITX إلى الندوة الصيفية Y Combinator للتوصل إلى أفكار مع القليل من الدعم الخارجي.
تحدثنا مع رئيس الشركة ،
دنكان هالدين ، عبر البريد الإلكتروني.
IEEE Spectrum : هل يمكنك وصف عملية تصميم نموذجية لمركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، وما هو الخطأ في ذلك؟
دنكان هالدين : تحتاج أولاً إلى معرفة ما يجب على المجلس القيام به. ما هي المحركات ، ما هي أجهزة الاستشعار ، وكيف تتواصل مع بعضها البعض ، وما هي المعالجة المطلوبة. ثم هناك عمل شاق.
نحن جوجل ، نجد مجموعات مثالية على ما يبدو ، ننقب من خلال مواصفات مائة صفحة سميكة لفهم كيفية تجميعها معًا. بعد ذلك ، نقوم بنمذجة جميع المكونات في CAD المفضلة لدينا (الكتابة اليدوية على المعلومات من ملف PDF) ، ورسم مخطط. في الرسم البياني ، نضيف رموزًا تشير إلى جميع أجزاء اللوحة ، نحاول ترتيبها بشكل جميل (على صفحة واحدة أو على خمسين ، اعتمادًا على تعقيد الدائرة) ، وربط جميع جهات الاتصال يدويًا ، ورسم خطوط تشير إلى الأسلاك. نأمل ألا تكون هناك أخطاء عند رسم الخطوط. في هذه المرحلة ، ندعو مهندسين آخرين للتحديق في هذه الدائرة لعدة ساعات ، محاولين العثور على الأخطاء ، لأن الخطأ الوحيد سيعني أن لوحتك لن تعمل (وقد تنفجر).
عندما يكون لدينا دائرة ، يمكنك تصميم اللوحة نفسها. الهدف هو فهم مكان وضع جميع المكونات بحيث يمكنك رسم كل هذه المسارات النحاسية التي تربط جهات الاتصال. نحن بحاجة إلى التفكير في مجموعة من الفيزياء المختلفة ، ولهذا نبدأ جميع أنواع المحاكاة ، ونضع علامة على النتائج يدويًا على اللوحة (رسم مسار نحاسي للشكل الصحيح). في هذه اللحظة أيضًا ، تحتاج إلى التفكير في كيفية إنتاج هذه اللوحة وتجميعها واختبارها. ندعو مرة أخرى مهندسين آخرين للتحديق في تصميم اللوحة لعدة ساعات في محاولة للعثور على الأخطاء. نأمل أن يجدوا كل الأخطاء ، لأننا الآن مستعدون لدفع ثمن إنتاج اللوحة.
ما الخطأ في ذلك؟ نعم هذا كل شيء. هذا أسوأ شيء يفعله الرجل. تخيل أنك فعلت كل هذا ، ثم مرة أخرى للمشروع التالي ، ابدأ من الصفر.
لماذا لم يفعل أي شخص ما تفعله JITX الآن؟يحدث هذا الآن لأن الصناعة يائسة. أصبح تطوير لوحات الدوائر المطبوعة مسألة حساسة لدرجة أن فرق من الناس ترسم كل هذه اللوحات على مدار الساعة وفي نوبات من أجل اللحاق بالمواعيد النهائية. علاوة على ذلك ، المصانع الجديدة مؤتمتة للغاية ، وهذا هو السبب في أن عنق الزجاجة بين الشركات والسوق في مرحلة التطوير. وقد ظهرت هذه الضرورة الملحة عندما ينشر الذكاء الاصطناعي ببساطة أفضل الطرق السابقة على طول الجدار. نحن ندمج نتائج الذكاء الاصطناعي الجديدة مع هذا التحدي المتعمق للسوق.
أي جزء من التطوير يمكن أتمتة ، وكيف سيكون للمستخدم النهائي؟يمكن أتمتة كل شيء ، ما عليك سوى العثور على النهج الصحيح. بالنسبة للمستخدم النهائي ، ستبدو الطريقة التي تعمل بها أدواتنا اليوم تقريبًا. يقول المستخدم أنه من المهم بالنسبة له ، وليس كيفية القيام بذلك. على سبيل المثال ، نطلب لوحة تحتوي على نظام BLE وميكروفون (هذا هو "ماذا") ، ويختار برنامجنا المكونات الرئيسية المناسبة من المكتبة ، ويحل مشاكل الطاقة وقيم المكونات ، ويعين جهات الاتصال ، ويخطط الموقع ، ويضع علامات على المسارات ، ويصدر لوحة ودائرة (هذه هي "الطريقة"). إذا كان شكل اللوحة مهمًا بالنسبة لك ، قم بإضافة هذا القيد ، إذا كان موقع المكون مهمًا بالنسبة لك ، قم بإضافة هذا القيد ، إذا كنت تعرف شريحة BLE التي تحتاجها ، قم بإضافة هذا. يجب أن تكون أدوات التطوير ذكية بما يكفي للتعامل مع كل مليون التفاصيل التي لا تهتم بها ، وتحسين تصميمك لما يهمك.
ما هي حدود النظام الذي تعمل عليه؟أكبر قيود هو أن المطورين يضحيون بالتحكم في الأشياء الصغيرة من أجل الأتمتة والدقة والسرعة. هذا فرق كبير جدًا مقارنة بأدوات اليوم.
ما الذي تعمل عليه مع DARPA؟نحن جزء من
مبادرة عودة الإلكترونيات (ERI) ، وهي جهد تعاوني ضخم لإعادة اختراع عملية الإلكترونيات.
على وجه التحديد ، نشارك في برنامج IDEA ، والذي سيتم بموجبه تطوير الإلكترونيات دون تدخل بشري. للقيام بذلك ، نحن نعمل على الشركات التي تصنع أشباه الموصلات والمكونات لإنشاء مكتبة واسعة من المكونات الإلكترونية ، ونحن ننشئ برنامجًا يحول أهداف المشروع عالية المستوى إلى لوحات دوائر حقيقية ، وأدوات التحسين التي تجد أفضل الإصدارات للألواح التي تحتاجها.
كيف ترى المستقبل البعيد ، وكيف يتناسب عملك الحالي معه؟في المستقبل ، نريد توسيع نطاق تقنية التطوير التلقائي للوحات الدوائر المطبوعة لإعطاء المزيد من الحرية الإبداعية لمطوري الحديد. يتلقى الجميع لوحات الدوائر المطبوعة المصممة خصيصًا ، ونحن نضمن استمرار المشكلة في حلها. ثم نريد العودة إلى التطور الكهروميكانيكي. عند تصميم لوحة الدوائر المطبوعة ، تنشأ الكثير من المشاكل أثناء النزاعات مع مهندس ميكانيكي حول كيفية الحصول على نصف ملليمتر إضافي من المساحة الإضافية من أجل دفع عنصر آخر. الروبوتات هي أجهزة كهروميكانيكية ، ونحن نعمل على ضمان أن تتمكن برامجنا يومًا ما من تطوير روبوتات محسنة يمكنها تجميع الجيل التالي من الروبوتات بجودة أفضل ، وتنفيذ التعليمات البرمجية على لوحات الدوائر المطبوعة المحسنة ، وما إلى ذلك.
اليوم ، نستخدم أنفسنا أدوات التطوير الخاصة بنا لإنشاء لوحات دوائر مطبوعة رائعة لشركات أخرى بسرعة. هذه هي أفضل طريقة للتأكد من أن الأدوات تعمل ، وأنه يمكن استخدامها ، وأن كل دقيقة من التطوير تم إنفاقها بشكل جيد بينما نسعى جاهدين لتحقيق هدفنا.