Die Zukunft von Smart Glasses: KI unplugged

Smarter Brillen sind ein cooles Stück Technologie, die es uns leichter machen, mit der Welt um uns herum zu interagieren. Diese Brillen können künstliche Intelligenz (KI) nutzen, um uns bei Aufgaben zu helfen, wie zum Beispiel Wegbeschreibungen zu finden, Fragen zu beantworten und sogar Sprachen direkt vor unseren Augen zu übersetzen. Sie sind wie ein Smartphone im Gesicht, nur ohne das komische Gefühl, es halten zu müssen.

Allerdings ist es keine Kleinigkeit, smarte Brillen zu entwickeln, die all diese Informationen effizient verarbeiten können. Die Herausforderung besteht darin, sicherzustellen, dass sie genügend Power haben, um reibungslos zu laufen, ohne eine Menge Batterien zu brauchen, was sie schwer und klobig machen würde.

#Das Problem mit Grösse und Energie

Im Kern dieser smarten Brillen steckt ein winziger Computer, der Mikrocontroller-Einheit (MCU) genannt wird. Die MCU ist dafür verantwortlich, all die smarten Funktionen in den Brillen zu steuern. Aber hier kommt der Haken: Diese MCUS haben oft eine begrenzte Speicherkapazität und Rechenleistung. Stell dir vor, du versuchst, eine grosse Pizza in eine winzige Mikrowelle zu quetschen. Das funktioniert einfach nicht.

Die meisten fortgeschrittenen KI-Modelle, besonders die beliebten Transformer-Modelle, die in der Verarbeitung natürlicher Sprache und der Computer Vision verwendet werden, brauchen jede Menge Speicher und Energie. Sie sind wie die grossen Kinder auf dem Spielplatz, die alle Spielsachen für sich beanspruchen. Sie haben Millionen oder sogar Milliarden von Parametern, die gespeichert und verarbeitet werden müssen, um zu funktionieren, was es schwierig macht, sie in die Speicherkapazitäten kleiner Geräte wie smarter Brillen zu quetschen.

#Die Notwendigkeit einer Lösung

Da diese smarten Brillen in Echtzeit Antworten geben müssen, kann die Abhängigkeit von grösseren, leistungsstärkeren Servern oder externem Speicher zu Verzögerungen führen, die sie frustrierend machen. Niemand will Brillen tragen, die zu lange brauchen, um zu reagieren und dich aussehen lassen, als würdest du gerade vom Tag träumen, anstatt smart zu sein.

Um diese Herausforderungen anzugehen, haben einige Designer kleinere KI-Modelle entwickelt, die Small Language Models (SLMs) genannt werden. Diese Modelle haben viel weniger Parameter, was sie einfacher zu handhaben macht auf kleineren Geräten wie smarten Brillen. Denk an sie wie an die leichteren, handlicheren Versionen der grossen Kinder auf dem Spielplatz. Allerdings können auch diese SLMs mit den Speicherkapazitäten der verfügbaren MCUs kämpfen.

#Ein verteilter Ansatz

Um dieses Problem direkt anzugehen, haben Experten vorgeschlagen, die Arbeitslast auf mehrere MCUs zu verteilen. Das bedeutet, dass anstelle von einer winzigen MCU, die die ganze Arbeit macht, smarte Brillen mehrere MCUs gleichzeitig nutzen können, die wie ein Team von Superhelden zusammenarbeiten. Jede MCU kümmert sich um einen kleinen Teil der Aufgabe, wodurch sie die Modelle effizienter und schneller laufen lassen kann.

Diese Methode ermöglicht es den smarten Brillen, ihren On-Chip-Speicher viel besser zu nutzen und dabei den Stromverbrauch niedrig zu halten. Es ist ein bisschen so, als würde man eine Pizza mit Freunden teilen, anstatt dass eine Person versucht, die ganze zu essen. Jeder bekommt ein Stück, und niemand fühlt sich überfordert.

#Wie es funktioniert

Das System funktioniert, indem es Transformer-Modelle in kleinere Teile zerlegt. Jede MCU übernimmt ein Stück des Modells, und sie kommunizieren miteinander, um Informationen auszutauschen. Da sie parallel arbeiten, können sie Aufgaben viel schneller erledigen, als wenn eine einzige MCU alleine mit dem ganzen Modell kämpft.

Stell dir vor, du und deine Freunde arbeiten an einem Gruppenprojekt. Anstatt dass eine Person den ganzen Bericht schreibt, übernimmt jeder einen Abschnitt. Du schreibst deinen Teil, gibst ihn weiter, und bevor du dich versiehst, ist das Projekt fertig. Das ist ein ähnliches Konzept, wie diese MCUs zusammenarbeiten.

Zusätzlich gibt es Techniken, um zu minimieren, wie viel sie miteinander kommunizieren müssen. Das ist wichtig, weil Kommunikation Zeit und Energie kosten kann, und davon haben diese Geräte nur begrenzt. Wenn sie das Geplauder auf ein Minimum beschränken, können sie sich darauf konzentrieren, ihre Arbeit effizient zu erledigen.

#Ergebnisse und Leistung

Dieser verteilte Ansatz hat zu beeindruckenden Ergebnissen geführt! Als das System mit verschiedenen KI-Modellen getestet wurde, zeigte es sehr wenig Energieverbrauch, während es immer noch schnelle Antworten lieferte. Tatsächlich erreichte es eine super-lineare Leistungssteigerung. Was bedeutet das? Es bedeutet, dass mit mehr hinzugefügten MCUs sie nicht nur besser arbeiteten – sie arbeiteten deutlich besser, als man erwarten würde, wenn man nur ihre individuellen Bemühungen addiert.

Im Grunde genommen waren sie wie eine Band – je mehr talentierte Spieler man hinzufügte, desto erstaunlicher klang die Musik, anstatt nur einen Haufen Lärm zu haben.

#Herausforderungen und zukünftige Richtungen

Obwohl die Ergebnisse vielversprechend sind, gibt es noch Herausforderungen zu berücksichtigen. Selbst mit den besten Strategien gibt es nur so viel, was in den kleinen Speicher einer MCU passt. Diese Grenzen bedeuten, dass einige grössere Modelle möglicherweise weiterhin auf externe Ressourcen angewiesen sind, was Latenzprobleme zurückbringen kann.

Ausserdem, während die Technologie weiter entwickelt wird, werden wahrscheinlich neue Modelle verfügbar sein, die die Landschaft der KI noch weiter verändern könnten. Es wird immer wichtig sein, diese Geräte so energieeffizient und effektiv wie möglich zu halten, da die Benutzer mehr Funktionen und Möglichkeiten verlangen.

#Fazit

Smarte Brillen haben viel Potenzial, um unsere Interaktion mit der Welt um uns herum zu verbessern. Sie können essentielle kontextbewusste Unterstützung und personalisierte Erfahrungen bieten. Durch die effektive Nutzung verteilter Systeme von MCUs können wir Fortschritte machen, um fortschrittliche KI direkt in diese Geräte zu integrieren, ohne die Nachteile von Latenz und Energieverbrauch.

Der Weg zu smarteren Brillen ist ein spannendes Abenteuer, und während die Technologie weiterhin besser wird, sieht die Zukunft vielversprechend aus – sogar hell genug, um deine smarten Brillen an einem sonnigen Tag zu tragen! Also, wenn du jemals dabei bist, mit deinen Brillen zu reden, denk daran, dass sie mehr sind als nur eine Sonnenbrille. Sie sind deine smarten Begleiter, bereit, dir mit allem zu helfen, was du brauchst, Chip für Chip.