Che fine ha fatto l'analogico nell'era digitale?

Ed Brown

Mi sono imbattuto in un articolo dell'Università del Wisconsin che mi ha fatto pensare al mondo analogico rispetto al mondo digitale. Descriveva come alcuni ricercatori scoprirono di poter ingannare un sistema digitale automatico di identificazione degli altoparlanti ampiamente utilizzato semplicemente parlando attraverso un tubo in PVC. Una spiegazione che ha attirato la mia attenzione è stata: "...poiché il suono è analogico, bypassa i filtri di attacco digitale del sistema di autenticazione vocale."

Mi ha fatto pensare che ci sia una differenza fondamentale tra il mondo analogico e il mondo digitale: il mondo analogico è il mondo così come esiste realmente, e il mondo digitale è un'approssimazione manipolata. Ad esempio, quando si esegue un segnale analogico attraverso un convertitore analogico-digitale (ADC), si prendono informazioni analogiche a alcune condizioni del mondo reale, ad esempio la temperatura, e si suddivide quel segnale continuo in impulsi digitali . L'ADC prende l'ampiezza del segnale analogico in un particolare momento nel tempo e lo rappresenta come una serie di bit binari. Quindi, c'è una tripla distanza dell'uscita dell'ADC dal mondo reale. Innanzitutto, c'è la questione di quanto bene il segnale analogico rappresenti il ​​fenomeno fisico che sta misurando: non è mai perfetto. A ciò aggiunge poi il fatto che può campionare il segnale analogico solo a intervalli di tempo discreti. Quindi quel campione deve essere rappresentato da bit digitali la cui precisione è limitata dalla larghezza di banda.

Quindi, perché è così importante misurare il mondo fisico in primo luogo? Come ho accennato nel mio blog precedente, senza la percezione del mondo fisico non ci sarebbe l’Internet delle cose (IoT): non ci sarebbero l’automazione, le fabbriche connesse, i veicoli autonomi, i sistemi di sicurezza remoti, i sistemi di costruzione intelligenti o il monitoraggio medico sofisticato.

I segnali devono essere digitalizzati prima di poter entrare nel regno connesso dell’IoT, su questo non ci sono dubbi. Sono tuttavia in corso discussioni su come e dove effettuare tale digitalizzazione. Una tendenza crescente è quella di effettuare la lavorazione al limite. L'elaborazione dei bordi dovrebbe in realtà essere chiamata preelaborazione. L’idea è quella di ridurre la quantità di dati inviati al cloud – o a un processore centrale – eseguendo alcune analisi sul sensore o nelle sue vicinanze. Ciò riduce la larghezza di banda necessaria per trasmettere un gran numero di bit di dati da tutti i sensori di un sistema e riduce anche il carico computazionale sul cloud.

Dopo decenni di lavoro come EE, Ed Brown di SAE Media Group è entrato nella sua seconda carriera: Tech Editor.

"Mi sono reso conto, ripensando ai miei giorni da ingegnere e guardando tutte le ultime novità in qualità di editor, che ho molti pensieri su ciò che sta accadendo ora alla luce delle mie esperienze ingegneristiche e mi piacerebbe condividerne alcuni ora .”

I produttori lo stanno facendo incorporando l’intelligenza artificiale nel sensore. Ciò può essere fatto digitalizzando l’ingresso analogico ed eseguendo l’inferenza sul chip. La piccola ML Foundation è una comunità di sviluppatori impegnata in questo approccio.

In un recente articolo su Sensor Technology, Tom Doyle, CEO di Aspinity, ha descritto un approccio diverso alla divisione del lavoro analogico/digitale. La sua azienda ha sviluppato un chip di apprendimento automatico analogico in grado di eseguire parte della preelaborazione a livelli di potenza molto più bassi rispetto all’intelligenza artificiale solo digitale.

Ultimamente c'è stato un movimento per riportare in auge i dischi in vinile perché alcuni ascoltatori pensano che il suono sia più caldo e naturale. Non c'è modo di dimostrarlo: è un giudizio puramente soggettivo. In generale, le registrazioni digitali possono essere tecnicamente più perfette perché le registrazioni analogiche si basano su metodi meccanici. L'elettronica è stata appena introdotta per elaborare e amplificare l'input. Il suono di una registrazione in vinile viene avviato da uno stilo che si muove in risposta ai solchi del disco. Ma alcuni ascoltatori potrebbero preferire un po’ meno perfezione. Non puoi discuterne perché è completamente soggettivo. Ma lo scopo di una registrazione musicale non è forse quello di trasmettere piacere all'ascoltatore?