L'Intelligenza Artificiale (AI) sta rivoluzionando il modo in cui vengono progettati i circuiti elettronici, inclusi i circuiti stampati (PCB) e i circuiti integrati. Questa tecnologia, spesso confusa con l'intelligenza umana, sfrutta la velocità esecutiva dei computer per eseguire compiti complessi in modo efficiente.
Cos'è l'Intelligenza Artificiale?
L'AI è stata definita da Alan Turing con il suo famoso test, che stabilisce quando una macchina può essere considerata "pensante" come un essere umano. Il test di Turing consiste in un gioco dell’imitazione in cui una macchina deve ingannare un esaminatore umano facendogli credere di essere un essere umano attraverso una serie di domande e risposte. Se la macchina riesce a convincere l’esaminatore di essere umana, viene considerata in grado di esibire un comportamento intelligente indistinguibile da quello umano.
È possibile che i nuovi programmi di intelligenza artificiale possano ingannare un esaminatore risultando "pensanti", tuttavia un dato di fatto è che l'AI attuale non è vera intelligenza, ma una tecnologia artificiale che utilizza reti neurali artificiali per emulare il comportamento umano. Si tratta dunque di emulazione, non di vera intelligenza. Le reti neurali più comuni sono la Feed Forward Back Propagation (FFBP) e la Convolutional Neural Network (CNN), che sono modelli artificiali delle reti neurali naturali.
Limiti dell'AI: il Bias
Un difetto significativo dell'AI è il bias, ovvero la tendenza a creare distorsioni statistiche a causa dei dati utilizzati per il suo addestramento. Questo problema si manifesta in tutti i settori dove viene applicata l'AI, come nel riconoscimento facciale, dove i sistemi possono identificare erroneamente certe etnie.
Applicazioni ed esempi dell'AI nella progettazione elettronica
L'AI è particolarmente efficiente nella progettazione dei circuiti elettronici, specialmente nel campo dei PCB. Questi circuiti richiedono un'ottimizzazione delle piste e un posizionamento preciso dei componenti per garantire il funzionamento ottimale del sistema. L'AI può aiutare a ridurre il tempo di sviluppo e a minimizzare gli errori grazie all'uso di tecniche di Machine Learning (ML) e Deep Learning (DL).
Esempi di utilizzo dell'AI nella progettazione dei circuiti sono diversi: Brembo e Michelin hanno ad esempio dimostrato come l'AI possa migliorare la sicurezza stradale attraverso l'uso di pneumatici intelligenti che inviano dati per ottimizzare la lunghezza della frenata; l'Istituto Fraunhofer e Altium hanno applicato l'AI nella progettazione elettronica per sviluppare dispositivi più rapidamente e con minori errori; Motorola, infine, che sta utilizzando l'AI per personalizzare le funzioni degli smartphone, migliorando la durata della batteria e offrendo display adattativi.
Futuro dell'AI nella progettazione dei circuiti
L'integrazione dell'AI nella progettazione dei circuiti elettronici promette di rivoluzionare il settore, consentendo una maggiore efficienza e precisione. Aziende come Google, Synopsys, Xilinx, Cadence, Intel e Siemens stanno lavorando su applicazioni IA per migliorare la progettazione dei circuiti integrati e dei PCB. L'uso di tecniche di ML e DL potrà ridurre il tempo di sviluppo e migliorare la qualità dei prodotti elettronici.
Reti Neurali Artificiali (ANN)
Le ANN sono strutture di rete composte da tre strati: ingresso, uscita e uno o più strati nascosti. La back-propagation (FFBP) è una delle tecniche più utilizzate, che memorizza i dati di ingresso e li confronta con le sinapsi formatesi al passo precedente per produrre l'uscita in risposta all'ingresso corrente. Le reti neurali convolutive (CNN) sono invece utilizzate per il riconoscimento di immagini o del linguaggio naturale.
Machine Learning (ML)
Il Machine Learning è una forma di AI che impara dai dati per configurare i neuroni della rete neurale artificiale. È una tecnica più semplice del Deep Learning, ma entrambe sono finalizzate a emulare il comportamento umano nell'eseguire un compito. L'ML è particolarmente utile nella progettazione elettronica per ottimizzare i sistemi elettronici sulla base di dati passati.