20040924

Hardware Evolutivo: Aplicações IV

Evolução ao nível funcional e aplicações comerciais

O conceito de nível funcional, originalmente proposto por Murakawa e colegas (1996), do Evolvable Systems Laboratory (Electro-Technical Lab - ETL), Tsukuba, Japão, atesta que, além da evolução ao nível de portas lógicas (envolvendo, por exemplo, o controle de chaveamentos para as portas NAND, NOR etc.) pode-se evoluir ao nível de blocos funcionais (por exemplo, evolução de blocos de alto nível, tais como somadores, multiplicadores, funções seno, logarítmicas etc.), evoluindo apenas as conexões entre eles e mantendo fixas as conexões internas.

Murakawa e colegas (1996) defendem esse conceito argumentando que, na evolução ao nível de portas, o tamanho das instruções de configuração pode ser inviavelmente grande. Porém, segundo De Garis (1999), o conceito de evolução ao nível funcional não é muito flexível, uma vez que envolve a utilização apenas dos blocos já existentes no dispositivo programável. Em aplicações que exigem blocos funcionais diferentes, o código-base - que define as conexões internas ao bloco - precisa ser reescrito.

A equipe do ETL vem aplicando o conceito de hardware evolutivo em várias vertentes, buscando demonstrar a viabilidade comercial da técnica. Algumas das aplicações criadas, todas elas de evolução online, são: circuito analógico para telefonia celular, RNA implementada em um CI capaz de se reconfigurar automaticamente e CI para compressão de dados em impressoras fotográficas (HIGUCHI et al., 1999). Além de dispositivos dedicados, desenvolveram também um CI de propósito geral e o utilizaram para implementar um sistema de controle para uma mão artificial (prótese). A idéia é que o dispositivo possa se adaptar aos pulsos elétricos provenientes dos nervos do braço, o que reverte o conceito tradicional de adaptação a próteses. Ao invés do deficiente ter de se adaptar à prótese - o que normalmente envolve treinamento por período mínimo de um mês - a prótese passa a se adaptar à pessoa, com um treinamento online de duração inferior a dez minutos.

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DE GARIS, H. Evolvable hardware: principles and practice. Kyoto: Evolutionary Systems Department, ATR, 1999. 10 p. (Research Report).
HIGUCHI, H.; MURAKAWA, M.; LIU, W. Real world applications of analog and digital evolvable hardware. In: From Biology to Hardware and Back. IEEE Transactions on Evolutionary Computation, p. 220-235, 1999. (Special Issue).
MURAKAWA, S. et al. Evolvable hardware at function level. In: Parallel Problem Solving from Nature - PPSN 4. Lecture Notes in Computer Science, n.1141, p. 62-71. : Springer-Verlag, 1996.