杜克工程公司发起了“超越地平线”计划，为跨学科团队提供大量投资，开始追求高风险、高回报的项目，这些项目有可能产生深远的、变革性的社会影响。选出了六项提案杜克大学申请了首轮融资，这笔资金将在塑造杜克工程学院未来的研究和教学形象方面发挥关键作用。每个人都发挥了学校的独特优势，并承诺帮助定义各自领域的未来。
达勒姆——在这个历史时刻，有什么话题比人工智能更能引起热议?它的可能性——以及它对隐私、公平和劳动力可能产生的影响——已经像一个模糊的新世界一样出现在研究领域。虽然探索人工智能和开发负责任的应用程序的动力很高，但支持不断发展的技术所需的计算能力绝对是巨大的。
传统的制造设备使用大量的能源和水，并产生大量的电子垃圾。电气和计算机工程(ECE)助理教授塔尼亚·罗伊说，这种消费水平是不可持续的。
“现在，电路非常耗电，我们通常不得不访问远程服务器，这些服务器看起来像发电厂。他们也必须像发电厂一样冷却，”罗伊说，他为人工智能应用开发新型半导体设备。罗伊引用了加州大学河滨分校研究人员的研究，该研究指出，谷歌在美国的数据中心在2021年使用了127亿升淡水，其中大部分是干净的、可饮用的。根据作者的说法，同样数量的水可以生产570万辆电动汽车。
新的、更紧凑的硬件将使用更少的能源，占用更小的物理空间。这是罗伊在她名为“独立神经网络支持的可回收人工智能(INNER-I)”的项目中提出的研究的第一部分。第二部分涉及用于制造新硬件的实际过程，这些硬件需要既负担得起又可回收，以便长期可持续发展。她的副主任和杜克大学欧洲经委会的同事陈宜兰将与杜克大学欧洲经委会的另一位副主任Aaron Franklin共同设计下一代高效设备，Aaron Franklin是可印刷的、完全可回收的半导体技术的先驱。杜克大学的化学教授Michael Therien也参与了这个项目，他曾与Franklin合作开发了用于他的可打印晶体管的特殊水性油墨。
杜克大学的工程师们发明了世界上第一个完全可回收的印刷电子产品，它可以用水代替有毒化学物质来制造。
想要的结果是什么?使用神经形态电路的印刷的、可回收的设备——其高效的设计灵感来自于人类大脑，并且足够快地满足人工智能应用的需求——以及由这些设备启用的人工智能系统的初始框架。罗伊预测说:“杜克大学将成为制造可回收人工智能电路的中心。”她的目标是在她的新中心第一年结束前完成一个原型设备。
富兰克林说:“用纳米材料为基础的油墨打印神经形态设备几乎有无限的可能性，这为更环保的可持续技术开辟了道路。”“我们将通过多种选择来确定哪种纳米材料、打印条件和设备设计能够产生实现神经形态技术所需的性能。”
这个想法不仅对可持续性，而且对可访问性也很有希望。
罗伊说:“在美国，专注于设备的教员如此之少的原因是成本太高了。”“我们需要进入洁净室，需要先进的设备来表征我们制造的设备。如果我们有办法制造高质量的桌面电子产品，那么我们就可以让每个人都能接触到这些设备的研究和开发。”
