¿Qué pasó con lo analógico en esta era digital?

Ed Brown

Me encontré con un artículo de la Universidad de Wisconsin que me hizo pensar en el mundo analógico versus el mundo digital. Describía cómo algunos investigadores descubrieron que podían engañar a un sistema digital automático de identificación de hablantes ampliamente utilizado simplemente hablando a través de un tubo de PVC. Una explicación que me llamó la atención fue: "...como el sonido es analógico, pasa por alto los filtros de ataque digitales del sistema de autenticación de voz".

Me hizo pensar que hay una diferencia fundamental entre el mundo analógico y el mundo digital: el mundo analógico es el mundo tal como existe en realidad, y el mundo digital es una aproximación manipulada. Por ejemplo, cuando pasas una señal analógica a través de un convertidor analógico a digital (ADC), estás tomando información que es analógica de alguna condición del mundo real, por ejemplo, la temperatura, y divide esa señal continua en pulsos digitales. . El ADC toma la amplitud de la señal analógica en un momento particular y la representa como una serie de bits binarios. Por lo tanto, hay un triple distanciamiento de la producción del ADC del mundo real. En primer lugar, está la cuestión de qué tan bien representa la señal analógica el fenómeno físico que está midiendo: nunca es perfecta. Luego, el DAC añade a eso el hecho de que sólo puede muestrear la señal analógica en intervalos de tiempo discretos. Luego, esa muestra debe representarse mediante bits digitales cuya precisión está limitada por el ancho de banda.

Entonces, ¿por qué es tan importante medir el mundo físico en primer lugar? Como mencioné en mi blog anterior, sin sentir el mundo físico no habría Internet de las cosas (IoT): no habría automatización, fábricas conectadas, vehículos autónomos, sistemas de seguridad remotos, sistemas de edificios inteligentes ni monitoreo médico sofisticado.

Las señales deben digitalizarse antes de que puedan ingresar al ámbito conectado de IoT, de eso no hay duda. Sin embargo, hay debates en curso sobre cómo y dónde realizar esa digitalización. Una tendencia creciente es realizar el procesamiento en el borde. El procesamiento de bordes realmente debería llamarse preprocesamiento. La idea es reducir la cantidad de datos enviados a la nube (o a un procesador central) realizando algunos de los análisis en el sensor o cerca de él. Eso reduce el ancho de banda necesario para transmitir una gran cantidad de bits de datos desde todos los sensores de un sistema y también reduce la carga computacional en la nube.

Después de décadas de trabajo como EE, Ed Brown de SAE Media Group está en su segunda carrera: editor tecnológico.

“Me di cuenta, al recordar mis días de ingeniería y ver las últimas y mejores novedades como editor, que tengo muchas ideas sobre lo que está sucediendo ahora a la luz de mis experiencias en ingeniería, y me gustaría compartir algunas de ellas ahora. .”

Los fabricantes lo están logrando incorporando IA en el sensor. Esto se puede hacer digitalizando la entrada analógica y ejecutando inferencias en el chip. La pequeña ML Foundation es una comunidad de desarrolladores comprometidos con este enfoque.

En un artículo reciente de Sensor Technology, Tom Doyle, director ejecutivo de Aspinity, describió un enfoque diferente para la división del trabajo analógico/digital. Su empresa ha desarrollado un chip de aprendizaje automático analógico que puede realizar parte del preprocesamiento a niveles de potencia mucho más bajos que la IA exclusivamente digital.

Últimamente ha habido un movimiento para recuperar los discos de vinilo porque algunos oyentes piensan que el sonido es más cálido y natural. No hay manera de demostrarlo; es un juicio puramente subjetivo. Generalmente, las grabaciones digitales pueden ser técnicamente más perfectas porque las grabaciones analógicas se basan en métodos mecánicos. Se acaba de introducir la electrónica para procesar y amplificar la entrada. El sonido de una grabación de vinilo se inicia mediante un lápiz que se mueve en respuesta a los ritmos del disco. Pero algunos oyentes podrían preferir un poco menos de perfección. No se puede discutir eso porque es completamente subjetivo. Pero, ¿no es el propósito de una grabación musical impartir placer al oyente?

Convertidor digital a analógico de alto rendimiento con dirección de corriente

Computación más rápida para aplicaciones de aprendizaje profundo

No hay duda de que vivimos en una era digital. Sus efectos se sienten en todos los aspectos de nuestras vidas, desde la computadora en la que escribo hasta el teléfono inteligente que usaré, Facetime con mis hijos de fuera de la ciudad y Google, que es mi compañero constante como editor. Pero creo que es importante no perder de vista que el mundo digital tiene sus limitaciones.

Lo que me lleva de vuelta a la historia con la que comencé. Cuando se diseñan sistemas digitales que interactúan con el mundo real, es importante considerar también el mundo analógico.