Intelligence artificielle Microélectronique : Focus sur µWAI, l'imageur autonome du CEA-Leti

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Microélectronique : Focus sur µWAI, l’imageur autonome du CEA-Leti

La microélectronique a fait son apparition dans les années 1960 avec l’arrivée ses semi-conducteurs et du transistor. Le CEA (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives) est un des pionniers de cette filière industrielle, notamment avec la création du CEA-Leti (Laboratoire d’électronique et de technologie de l’information) en 1967. Ce dernier a présenté lors des « Leti Innovation Days » en 2021 l’imageur µWAI (micro WAY) sur lequel il continue à travailler avec la société STMicroelectronics.

La microélectronique est au cœur des appareils que nous utilisons quotidiennement : téléphones, ordinateurs, voitures et objets connectés, l’imageur µWAI s’adresse à chacun d’eux

L’imageur autonome µWAI

De la taille d’une pièce de 1 €, µWAI dispose d’une architecture de lecture et de traitement co-conçue avec un pipeline algorithmique optimisé, la reconnaissance faciale résulte d’une séquence d’algorithmes élémentaires qui fournit des modes de réveil très basse consommation et la mise en œuvre de silicium compact pour réduire les coûts.

Selon le CEA-Leti, il s’agit du premier capteur d’image intelligent combinant :

  • Exposition automatique pour toutes les conditions d’éclairage et plage dynamique de 88 dB.
  • Détection de mouvement et extraction de caractéristiques pour un fonctionnement basé sur les événements.
  • Reconnaissance d’objet reposant sur l’IA déclenchant une identification hautement fiable.

Ces caractéristiques clés permettent une prise de décision très fiable pour quelques dizaines de pJ/pixel/image (le pJ/pixel/trame mesure l’énergie dépensée par chaque pixel pour chaque image unique dans une trame d’images). Cet imageur serait beaucoup plus performant que les systèmes actuellement commercialisés, une implémentation typique nécessite environ 10 000 fois plus d’énergie que µWAI.

Sa consommation est de 3 à 6 µW, ce qui est requis pour l’IoT, la durée de vie de la pile bouton CR1025 toujours allumée est estimée à cinq ans.

Les applications de µWAI

Les applications et les fonctions de l’imageur incluent :

  • Appareils mobiles : commutation automatique, identification du visage;
  • Smart home : commutateurs intelligents sans contact pour les appareils domestiques, sportifs et de loisirs;
  • Smart building/smart home : reconnaissance faciale, comptage des personnes, déclenchement d’alarmes;
  • Automobile : connaissance de la situation dans l’habitacle, identification du conducteur;
  • Automobile : connaissance de la situation hors de l’habitacle, système de déverrouillage de portière intelligent.

A la recherche de nouvelles applications

L’équipe du CEA-Leti s’est adressé à STMelectronics pour poursuivre les recherches, société avec qui elle coopère souvent. En effet, l’institut a créé, en 1972, une filiale pour valoriser ses travaux dans le domaine des semi-conducteurs : Efcis (Études et fabrication de circuits intégrés spéciaux), qui, après été rebaptisée SGS-Thomson après les investissements de Thomson-Brandt n’est autre aujourd’hui que STMelectronics.

Antoine Dupret, responsable des partenariats industriels du CEA LETI, déclare :

« Le moteur de reconnaissance est optimisé pour reconnaître les visages lorsqu’un mouvement est détecté. L’équipe du CEA-Leti travaille main dans la main avec STMicroelectronics pour développer des produits d’imagerie intelligente spécifiques alors que nous envisageons d’étendre la technologie à d’autres cas d’utilisation. »

Il ajoute :

« Nous visons à adapter le moteur de reconnaissance en tant qu’IP intégré dans diverses caméras et à optimiser les performances de l’imageur aux exigences des clients de notre partenaire. »


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Thomas Calvi

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