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Desenvolvimento de rede neural profunda com FPGA para aplicação em Robótica móvel

Processo: 22/03275-0
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de maio de 2022
Vigência (Término): 28 de fevereiro de 2023
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Ciência da Computação - Sistemas de Computação
Pesquisador responsável:José Eduardo Cogo Castanho
Beneficiário:Lucas Flavio Reis Mazzetto
Instituição Sede: Faculdade de Engenharia (FE). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Bauru. Bauru , SP, Brasil
Assunto(s):Robôs móveis   Aprendizagem profunda   Sistemas embarcados   Circuitos FPGA
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Fpga | Redes Neurais Profundas | Robótica móvel | Sistemas Embarcados | Processadores Dedicados

Resumo

Ainda que redes neurais profundas sejam adequadas para resolução de diversos problemas, o processamento destes modelos de aprendizagem de máquina envolve um elevado custo computacional. Para lidar com isso, são normalmente utilizadas unidades de processamento gráfico, as quais são apropriadas para os cálculos efetuados por esses algoritmos, ou processadores em nuvem, que podem fazer o processamento remotamente por meio da internet. Todavia, o excessivo consumo de energia e a latência envolvida no uso desses equipamentos podem ser fatores limitantes para algumas aplicações, como em sistemas embarcados de robôs móveis. Alternativamente, a implementação de redes neurais profundas pode ser realizada utilizando processadores especialmente desenvolvidos para este propósito. Os dispositivos Field Programmable Gate Array (FPGA) apresentam grande potencial para esse fim, pois possuem como características o baixo consumo de energia e grande poder computacional. Entretanto, costumam ser menos usados devido aos recursos limitados, como pouca memória e baixa frequência de operação, bem como à complexidade de implementação dos modelos de redes neurais no hardware disponível. Este projeto de pesquisa tem por objetivo investigar o emprego de FPGA, com a realização de experimentos, para avaliar a viabilidade de diferentes técnicas de execução de modelos de redes neurais profundas, no contexto da sua aplicação em robôs móveis. A avaliação deverá ser realizada comparando o desempenho computacional dessas implementações com as de outros sistemas computacionais usualmente utilizados em sistemas embarcados. Também se pretende com o projeto, investigar e dominar o conjunto de técnicas necessárias para o desenvolvimento e aplicação de sistemas embarcados com dispositivos FPGA.(AU)

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