Biologisch geïnspireerde algoritmen gebruiken in de fysieke wereld
Biologisch geïnspireerde algoritmen gebruiken op ‘edge devices’, zoals camera's en mobiele telefoons, dat is waar het promotieonderzoek van Svetlana Minakova om draaide. Zij deed onderzoek naar Convolutional Neural Networks(CNN). Het is een ingewikkelde taak om deze algoritmen in verschillende situaties te laten werken. 'De meeste design tools houden geen rekening met de beperkingen van fysieke apparaten waar CNN-algoritmen op moet werken.'
CNN is een algoritme dat kan leren van visuele gegevens, met name 2D- en 3D-beelden. Deze algoritmes worden bijvoorbeeld gebruikt in beveiligingscamera's. 'Sinds ongeveer 2015 zijn onderzoekers begonnen met het ontwikkelen van een design flow voor CNN.’ Minakova licht toe dat het niet eenvoudig is om ze te bouwen. ‘Deze modellen houden geen rekening met beperkingen van fysieke objecten. Een klein apparaat als een camera kan bijvoorbeeld niet genoeg geheugen hebben, of de batterij is niet sterk genoeg om het algoritme te laten werken. In mijn proefschrift heb ik geprobeerd manieren te vinden om dit op te lossen.’
Algoritmen toepassen in de fysieke wereld
Om het probleem op te lossen begon Minakova te werken aan een nieuw type design flow. 'Ik probeerde de eigenschappen van het CNN-algoritme waarmee ik werkte te veranderen.’ Minakova legt uit dat onder andere de snelheid waarmee een apparaat het algoritme verwerkt kan verschillen. In plaats van een nieuw algoritme te creëren, paste ze de kenmerken van bestaande algoritmen aan.
Tijdens dit proces realiseerde Minakova zich dat het aanpassen van algoritmen aan ‘edge devices’ geen makkelijke taak is. 'Ik ontdekte dat het echt een uitdaging is om gemeenschappelijke regels te vinden voor een efficiënte toepassing van CNN-algoritmen op verschillende platforms, omdat de platforms allemaal erg verschillend zijn.'
Een stap naar beter werkende apparaten
Hoewel Minakova het moeilijk vond om deze algoritmen goed toe te passen, hebben de resultaten van haar onderzoek hun vruchten afgeworpen. Door het creëren van een nieuwe laag in de design flow kunnen onderzoekers rekening houden met de platforms waarvoor ze werken, en betere CNN-algoritmen voor digitale apparaten blijven maken.