Ereignisbasierte „Metavision“-Sensorik Neuromorphe Bildverarbeitung mit KI-Chips „made in China“

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Das Verschmelzen zwischen Künstlicher Intelligenz (KI) und Sensorik ist ein heißer Trend, und chinesische Startups sind ganz vorne mit dabei. Der aktuelle Beleg ist die strategische Kooperation zwischen Synsense, einem chinesischen Startup im Bereich KI-Chips und Prophesee, dem französischen Marktführer im Bereich Event-basierte Vision-Sensorik.

Mit der Partnerschaft wolle man „auf einem einzigen Chip” die neuromorphe Prozessortechnologie von Synsense mit der ereignisbasierten „Metavision“-Sensorik von Prophesee verbinden, kündigte das französische Unternehmen in kürzlich einer Presseerklärung an.

In vielen westlichen Medienberichten ist die Rede davon, dass China „rund fünf Jahre im Rückstand“ sei, was Halbleiter-Technologie betrifft. Was die Entwicklung von 5-Nanometer-Chips betrifft, mag dies wahr sein. Bei einer Reihe von „Cutting-edge“-Chips, die im weitesten Sinne dem Feld der „Biokonvergenz“ zuzurechnen sind, stimmt dieses Urteil hingegen nicht mehr. Da hat China inzwischen eine sehr aktive Startup-Szene, die stark von der Regierung in Peking gefördert wird.

Hirn im Computer

Was ist neuromorphes Computing?- Was sind neuromorphe Chips?

Aktive Start-up-Szene für „Biokonvergenz“-Lösungen

Das erst 2017 gegründete Startup Synsense hat seinen Firmensitz in Chengdu in der chinesischen Provinz Sichuan. Gründer und CEO ist Qiao Ning, der in Zürich studiert hat. Er hat das Unternehmen innerhalb kurzer Zeit zu einem anerkannten Marktführer im Bereich neuromorpher Prozessoren gemacht.

Das französische Startup Prophesee ist ein paar Finanzierungsrunden weiter, kooperiert mit Industriegiganten wie Sony und hat sich auf neuromorphe Vision-Systeme spezialisiert, die ihre „Metavision“-Sensoren mit KI-Algorithmen verknüpfen.

Das Ergebnis dieser interessanten Kooperation sollen „energiesparende Edge-end-Lösungen für Machine-Vision“ sein, hieß es bei der Vertragsunterzeichnung. „Im Bereich KI-Chips hat China das weltweit aktivste Startup-Ökosystem,“ schreibt das chinesische Halbleiter-Fachportal Bandaoti Hangye Guancha über die Partnerschaft.

Biokonvergenz: Chips lernen vom menschlichen Organismus

Die ereignisbasierte Bildverarbeitung ist ein vielversprechendes Feld im Bereich maschinelles Sehen und ein Paradebeispiel für den neuen Megatrend der Biokonvergenz, wo elektronische Geräte wie Halbleiter (zum Beispiel mit „Organ-on-a-Chip” oder kurz OOC) oder auch Sensoren beginnen, vom menschlichen Organismus zu lernen.

Eventbasierte Bildverarbeitung will die Beschränkungen herkömmlicher Kameras überwinden, die mit „Frames“ arbeiten, also mit Standbildern, die erst beim Abspielen dem menschlichen Gehirn einen Bewegungsablauf vortäuschen. Vom Daumenkino bis hin zur Kinokamera hat diese Technik gut funktioniert.

Ihr Nachteil ist, dass zwischen den aufgezeichneten Standbildern viele Informationen verloren gehen, und das gleichzeitig jedes einzelne Standbild erneut eine Unzahl von nebensächlichen Informationen der Szene immer wieder erneut aufnehmen muss. Dadurch fallen unnötig viele Daten an, die mit leistungsstarken, energiehungrigen Chips verarbeitet werden müssen.

Prinzip des Daumenkinos hat ausgedient

Das menschliche Auge hingegen ist viel fortschrittlicher als bisherige Videokameras. Einzelne Sehzellen im Auge werden nur dann aktiv und senden neue Informationen zum Gehirn, wenn sie Veränderungen oder Bewegungen im Bild entdeckt haben. Im Laufe der Evolution hatten weder Raubtiere noch ihre Beute die Zeit, überflüssige Daten zu verarbeiten, wenn ein Sprint um Nahrung oder das Überleben begonnen hatte.

Ereignisbasierte Bildverarbeitungs-Systeme wie die von Prophesee arbeiten nach diesem Ansatz. Einzelne Pixel übernehmen die Aufgabe der Sehzellen im menschlichen Auge. Sie generieren dadurch bis 1.000-mal weniger Daten als herkömmliche Sensoren. In Kombination mit spezialisierten KI-Chips wie denen von Synsense wird dann eine viel schnellere, energiesparende und effizientere Bildverarbeitung erreicht.

Man wolle gemeinsam eine „ereignisbasierte Ein-Chip-Smart-Sensing-Lösung” mit niedrigem Stromverbrauch anbieten, schreibt Prophesee über seine neue Kooperation mit den innovativen Chinesen.

Neue Vision-KI-Chips melden nur, was sich ändert

Die neue Sensor-Technologie hat große Relevanz für eine ganze Reihe von Anwendungen und Industrien. So können etwa auf Fließbändern in der Autoproduktion oder bei Versandunternehmen Objekte mit Hilfe von komplexem Multi-Objekt-Tracking akkurater und schneller erfasst werden.

In der Robotik sorgen neuromorphische Sensoren für schnellere Feedback-Loops. Schnellere Erkennungszyklen sind auch wichtig für das autonome Fahren, wo die neuen Sensoren zudem durch ihren reduzierten Datenhunger den Einsatz von zusätzlichen Sensoren ermöglichen.

Besonders aber im Bereich IoT, wo immer mehr Endgeräte mit Sensoren und Chips ausgerüstet sind, ist energiesparendes Maschinensehen eine disruptive Technologie. Tragbare Endgeräte wie Smart Watches mit ihren “Always-On”-Funktionen und limitierter Batteriedauer sind daher ein typischer Einsatzort für die neuen chinesisch-französischen Chips.

Hinweis:Den Artikel hat DataCenter-Insider vom Partnerportal „Elektronik Praxis“ übernommen.

* Henrik Bork ist Analyst bei Asia Waypoint, einem auf den chinesischen Markt fokussierten Beratungsunternehmen in Peking.

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