Nyt forskningsprojekt kan forlænge kritisk batteritid på droner

Computere, servere og digital infrastruktur står for omkring 10 % af verdens energiforbrug. Med en hastigt tiltagende digitalisering og udbredelsen af AI er det uundgåeligt, at det tal kommer til at stige.   

Derfor er det afgørende at finde på måder at reducere energiforbruget i digitale systemer. Netop det er målet i et nyt europæisk forskningssamarbejde kaldet E-CoRe (Energy-efficient Computing via Reversibility), som er støttet af EU og har til hensigt at uddanne 13 højt specialiserede ph.d.-studerende inden for emnet.  

En måde, man kan gøre det digitale energiforbrug mindre, er ved hjælp af såkaldt reversible computing.

I konventionelle computerberegninger bliver der konstant slettet information, der ikke længere er brug for, og når det sker, frigives varme. Det er simpelthen en fysisk lov, og det betyder, at computerne hele tiden spilder energi på at slette information.  

I systemer med reversible beregninger derimod bliver der ikke slettet information – den bliver snarere foldet sammen – og det betyder ikke alene, at man altid kan regne baglæns. Det betyder også, at man får et mere energieffektivt system.  

- Reversible computing har potentiale til at revolutionere energiforbruget i it-systemer, siger Ivan Lanese, professor ved universitetet i Bologna og koordinator for projektet.  

- Dette potentiale kan dog kun realiseres, hvis digitale systemer gentænkes på alle niveauer, fra kredsløb til applikationer. E-CoRe har til formål at sætte denne revolution i gang og uddanne eksperter, som kan føre den ud i livet. Det er en spændende udfordring for fremtidens europæiske digitale landskab. 

Observerende droner 

Reversible computing er stadigvæk et relativt nyt felt i datalogien, og selv om det har vist lovende resultater inden for bl.a. simulation og robotteknologi, mangler metoden fortsat at blive afprøvet i konkrete teknologier.   

Én af de sektorer, der kunne få stor gavn af mere energieffektive computerberegninger, er droner.  

Det forklarer Ulrik Pagh Schultz Lundquist, der er professor på Syddansk Universitet og leder af SDU’s dronecenter.  

Særligt de droner, som typisk bruges til observationer eller rekognoscering, og som ikke bruger en masse strøm på at bevæge sig, men hvor størstedelen af energiforbruget skyldes sensorer eller kameraer og en intelligent software eller AI, der løbende analyserer billederne.  

- På de velkendte multirotor-droner giver det ikke mening at arbejde med reversible beregninger, fordi motorerne alligevel bruger så meget strøm på at flyve, at det ikke vil give nogen mærkbar forskel, siger Ulrik Pagh Schultz Lundquist.  

- Men der findes typer af droner, som flyver et sted hen, lander, går i low power mode og derefter blot sidder og venter på, at der sker noget. Det kan man f.eks. bruge til overvågning af vilde dyr og naturbeskyttelse, men også i militære droner på slagmarken.   

Også ballonsatellitter – altså stratosfæriske balloner, man sender højt op for at kunne observere noget på jordoverfladen, som f.eks. det odenseanske firma Spaceline arbejder med – kunne få gavn af mere energieffektive computerberegninger, ligesom fastvingedroner med solceller, som SDU’s dronecenter har testet i dyrereservater i Afrika, kan det.   

Der skal ansættes to ph.d’er på SDU, som bliver tilknyttet E-CoRe-samarbejdet. Én på dronecenteret og én i SDU Microelectronics, hvor forskere vil arbejde på hardware-delen.  

- Det særligt inspirerende ved dette projekt er muligheden for at arbejde tæt sammen med Ulrik og hans team. Det kan være med til at etablere en stærk og varig forbindelse mellem hans enhed og vores nyetablerede SDU Microelectronics, siger Farshad Moradi, leder af SDU Microelectronics.  

- I projektet bidrager vi med vores ekspertise inden for avanceret databehandling, hvor vi kombinerer sandsynlighedsbaseret databehandling med principper inspireret af spiking neural networks, også kendt som SNN’er.  

Ulrik Pagh Schultz Lundquist ser meget frem til at komme i gang. Planen er, at ph.d.-stillingerne bliver besat inden sommeren 2026, og at arbejdet derefter kan begynde.  

- Det spændende er, at et meget teoretisk forskningsfelt kan få direkte betydning for fremtidens digitale teknologier. Det er grundforskning, men det er grundforskning med tydelige anvendelsesperspektiver, siger professoren.  

Fakta

• E-CoRe – Energy-efficient Computing via Reversibility er et europæisk forsknings- og uddannelsesprojekt under EU's Marie Sklodowska Curie Actions-programmet med ambitionen om at nedbringe energiforbruget i digitale systemer ved hjælp af såkaldt reversible computing. Det er støttet med godt 4 millioner euro
• I projektet vil 13 tværfaglige ph.d.'er bliver uddannet med reversible computing som speciale
• Università di Bologna er koordinator for projektet. Seks andre universiteter er desuden involveret: Syddansk Universitet; Københavns Universitet; The University of Manchester; AGH University of Kraków; Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); University of Leicester. Der er også en lang række partneruniversiteter og -virksomheder tilknyttet.