חברת Polyn Technology מקיסריה ויצרנית השבבים האירופית אינפיניאון (Infineon), הכריזו על השלמת פרוייקט הפיתוח של חיישן חדש המנטר את מצב גלגלי הרכב. החיישן מבוסס על שילוב של חיישן לחץ האוויר של אינפיניאון, TPMS SP49 (בתמונה למעלה משמאל), ביחד עם שבב הרשת הנוירונית VibroSense של חברת פולין. חברת אינפיניאון מסרה שהפתרון המשולב של שתי החברות מתאים במיוחד לשוק ציי הרכב ולמכוניות אוטונומיות, בזכות יכולתו לספק תובנות נוספות מעבר ללחץ האוויר בגלגלים, דוגמת מצב הכביש ותנאי הדרך ורמת הבלאי של צמיגים.

חברת פולין היא חברת פאבלס שפיתחה מעגל לעיבוד רשתות נוירוניות המבוסס על טכנולוגיית Neuromorphic Analog Signal Processing – NASP של החברה, שבה כ-90% מהרשת הנוירונית ממומשים באמצעות באמצעות אבני בניין קלאסיות כמו מגברי-שרת (OpAmp) ונגדים, ורק כ-10% מבוססים על מעגל דיגיטלי המקבל עידכונים שונים במהלך פעולתו. להערכת החברה, שבב NASP המכיל 50 אלף נוירונים אנלוגיים חסכוני בהספק פי 100 ומהיר פי 1,000 בהשוואה לרשת דיגיטלית מקבילה.

בחודש מרץ מרץ 2023 החברה חשפה חיישן זעזועים ליישומי תחזוקה מונעת, VibroSense, המבוסס גם הוא על טכנולוגיית NASP וכולל יכולת שידור מידע של תוצרי ההסקה. כעת מתברר שחברת פולין התקבלה למאיץ שיתוף הפעולה עם חברות סטארט-אפ של חברת אינפיניאון, אשר במסגרתו נכנסו שתי החברות לפרוייקט המשותף. הרעיון היה לשלב את הטכנולוגיה של פולין עם החיישן של אינפיניאון ועל-ידי כך לספק לו יכולות חדשות. בתחום מדידת לחץ האוויר בגלגלים קיימות כיום שתי גישות מרכזיות: מדידה עקיפה באמצעות תוכנה, ומדידה ישירה באמצעות חיישן הנמצא בכל גלגל. יישום התוכנה מאפשר להשוות בין מהירות הגלגלים לתגובת הרכב אל הבלמים, ולהסיק האם יש יתר-לחץ או חוסר-לחץ באחד מהגלגלים.

אומנם הדבר חוסך התקנת חומרה, אולם יש צורך בהתאמת התוכנה לכל רכב, ולשינויים במצב הרכב. בנוסף, המערכת סובלת מאמינות נמוכה ומהתרעות שווא רבות. בטכנולוגיית מדידה ישירה, מותקן החייישן בתוך הגלגל, מודד את הלחץ ומשדר את המידע אל מחשב הרכב. הפתרון של אטינפיאון כולל שבב הכולל מיקרו-בקר, ממיר ADC, משדר, זיכרון FLASH וזכרון ROM, וקישוריות לחיישני לחץ, תאוצה וטמפרטורה המצויים ברכיב. שתי החברות לא מסרו כיצד בוצעה אינטגרציה בין שתי המערכות, אולם העריכו שהשימוש במעגל NASP ממצצם פי 4,000 את כמות המידע שיש לחלץ מהחיידשן כדי לקבל הערכה של מצב הגלגל ותנאי הדרך – בצריכת הספק הנמדדת במספר מיקרו-ואט (microwatts) בלבד.

חברת Polyn Technology מקיסריה הכריזה על השבב הראשון בטכנולוגיית NASP המהפכנית שאותה היא פיתחה בשלוש השנים האחרונות, אשר מאפשרת לממש רשתות לימוד עומק באמצעות נוירונים אנלוגיים, ולא באמצעות מעגלים דיגיטליים. הרכיב הראשון בסדרה הוא שבב העיבוד הקולי NeuroVoice, אשר מבצע הפרדה בין הקול האנושי לבין קולות רקע ומיועד לשוק של מכשירי השמיעה, מכשירי רדיו אלחוטיים בידי כוחות חירום והצלה, יישומים צרכניים ועוד.

הרכיב משלים את הפיענוח של כל הסקה בתוך 20µsec וצורך הספק של 100µW בלבד. מנהל השיווק ופיתוח עסקי בחברה, יוג'ין זטצרוב, אמר שטכניקות עיבוד הקול הנוכחיות צורכות אענרגיה רבה ולעתים רבות לא מספקות את הדרישה. "שימוש בבינה מלאכותית כדי לחלץ את הקול האנושי מתוך סביבה רועשת, כולל רעשים בלתי סדירים, מספק חוויית שמיעה טובה יותר מאשר השימוש בטכניקות ביטול רעשים. רשת נוירונית היא הכלי המושלם לביצוע עיבוד קול".

החברה משווקת את השבב במתכונת של רכיב חומרה (ייצור בגלובלפאונדריז בתהליכי 40-65 ננומטר) או במתכונת של מודולי קניין רוחני (IP). מפת הדרכים של החברה כוללת לפחות עוד שני רכיבים: מעבד NeuroSense חסכוני בהספק עבור ניטור חיישנים באבזרים דלי-הספק כמו שעונים חכמים ואבזרים לבישים, ומעבד לניתוח זעזועים עבור השוק התעשייתי.

מאחורי הטכנולוגיה ניצבת תגלית מתימטית

רשת הנוירונים של חברת פולין היא יוצאת דופן: החברה פיתחה את טכנולוגיית Neuromorphic Analog Signal Processing – NASP, שבה רוב הרשת מיושם באמצעים אנלוגיים קלאסיים (מגברי שרת ונגדים) ורק חלק קטן ממנה מבוסס על רשת נוירונים דיגיטלית. מייסד משותף ומנכ”ל החברה, אלכסנדר טימופייב, הסביר ל-Techtime שבממוצע כ-90% מהרשת הנוירונית הם קבועים ולא משתנים. "פחות מ-10% ממנה מקבל עידכונים שונים בהמשך הפעולה. השבב שלנו הוא היברידי: אנחנו ממירים 90% מהרשת למעגל אנלוגי והשאר נשאר דיגיטלי. אנחנו גם יכולים להתאים את התמהיל הזה לצורכי היישום הספציפי”.

הטכנולוגיה נולדה בעקבות פיתוח מתימטי של המדען הראשי אלכסנד גודובסקי. הוא פיתח משוואה המאפשרת לייצג באופן שונה את הפעילות של רשתות נוירוניות בשלב ההסקה (רשתות מאומנות). בעקבות הרעיון הוקמה החברה בשנת 2019, וגייסה לשורותיה מפתחים ישראלים יוצאי חברות דוגמת טאואר, יבמ, אינטל, קיידנס ועוד. מאז הקמתה גייסה פולין כ-4.5 מיליון דולר. כיום החברה מעסיקה 22 עובדים. היא רשומה בבריטניה ויש לה משרדים בלונדון, אבל משרדיה הראשיים מצויים בישראל.

חברת Polyn Technology מקיסריה מתכננת להשיק עד סוף השנה שבב עיבוד רשתות נוירוניות מסוג חדש לגמרי, אשר מבוסס על מעגל חשמלי אנלוגי ולא על רשת נוירונים דיגיטלית. לאחרונה השלימה גלובלפאונדריז את הייצור של סדרת הניסוי הראשונה, בטכנולוגיית CMOS ברוחב צומת של 55 ננומטר. מייסד משותף ומנכ"ל החברה, אלכסנדר טימופייב, סיפר ל-Techtime שההשקה המסחרית של הרכיב מתוכננת להתבצע בנובמבר או בדצמבר 2022.

טכנולוגיית Neuromorphic Analog Signal Processing – NASP של החברה צמחה מתוך פיתוח מתימטי של המדען הראשי אלכסנד גודובסקי. הוא פיתח משוואה המאפשרת לייצג באופן שונה את הפעילות של רשתות נוירוניות בשלב ההסקה (רשתות מאומנות). בעקבות הרעיון הוקמה החברה בשנת 2019, וגייסה לשורותיה מפתחים ישראלים יוצאי חברות דוגמת טאואר, יבמ, אינטל, קיידנס ועוד. החברה הצליחה לממש את הייצוג החדש באמצעות בניית נוירונים אנלוגיים. הדבר מאפשר לייצר מעגל המממש רשת של אלפי נוירונים דיגיטליים – באמצעות אבני בניין קלאסיות: מגברי-שרת (OpAmp) ונגדים.

רכיב היברידי המשלב רשת דיגיטלית ומעבד אנלוגי

שבב ה-NASP הראשון של החברה, לשם המחשה, מכיל 50 אלף נוירונים אנלוגיים. להערכת טימופייב, הוא חסכוני בהספק פי 100 בהשוואה לרשת נוירונים דיגיטלית מקבילה, ומהיר ממנה פי 1,000. מאז הקמתה גייסה פולין כ-4.5 מיליון דולר. כיום החברה מעסיקה 22 עובדים. היא רשומה בבריטניה ויש לה משרדים בלונדון, אבל משרדיה הראשיים מצויים בישראל. כיום היא נמצאת בתהליכי רישום של 21 פטנטים שונים כדי להגן על הטכנולוגיה.

לדברי טימופייב (בתמונה למטה), המוצר הסופי הוא שבב היברידי הכולל רשת אנלוגית קבועה אשר אחראית ליישום שלב זיהוי התבניות, ועוד מרכיב דיגיטלי דינמי כמו למשל רשת נוירונים דיגיטלית קטנה, אשר אחראי לתהליך הפירוש של התבניות, להוספת מרכיבים למעגל במסגרת תהליכי עדכון של האלגוריתם ואפילו לביצוע אימון ברמה מוגבלת. טימופייב: "בממוצע כ-90% מהרשת הנוירונית היא קבועה ולא משתנה. פחות מ-10% ממנה מקבל עידכונים שונים בהמשך הפעולה. השבב שלנו הוא היברידי: אנחנו ממירים 90% מהרשת למעגל אנלוגי והשאר נשאר דיגיטלי. אנחנו גם יכולים להתאים את התמהיל הזה לצורכי היישום הספציפי".

המעבד הראשון שהחברה תוציא בסוף השנה, NeuroSense, מתוכנן להיות הרכיב הראשון במשפחה של רכיבים. צריכת ההספק שלו קטנה מ-100 מיקרו-ואט, ולכן הוא מיועד לאבזרים דלי-הספק כמו שעונים חכמים ואבזרים לבישים. הוא יימכר גם במתכונת של רכיב פיסי וגם במתכונת של קניין רוחני (IP). "השבב יפתור בעיה הקיימת היום בכל השעונים החכמים: הם צריכים לבצע ניטור רציף של החיישנים, אולם הדבר צורך הרבה מאוד אנרגיה". מפת הדרכים של החברה כוללת עוד שני רכיבים: מעבד קולי להפרדת הקול האנושי מקולות רקע, ומיועד לשוק של מכשירי שמיעה, מכשירי רדיו אלחוטיים של כוחות חירום והצלה, ובהמשך גם ליישומים צרכניים. השבב השלישי יתמקד בניתוח זעזועים עבור השוק התעשייתי.

מהי רמת החסינות של השבבים?

"אנחנו מסתמכים על תהליכי ייצור קיימים ומוכחים. לכן גם הייצור של השבב הראשון התבצע ב-55 ננומטר. אנחנו מבצעים 50 אינפרנסים בשנייה. זהו תדר עבודה נמוך מאוד ולכן הרכיב חסין מאוד בפני הפרעות אלקטרומגנטיות. כמו כל רשת נוירונית, מדובר ברשת מקבילית שבה שגיאה בניורון אחד לא משפיעה באופן כללי על התוצאה הסופית. זהו לא מעגל אשר צובר טעויות".