O que aconteceu com o analógico nesta era digital?

Ed Brown

Me deparei com um artigo da Universidade de Wisconsin que me fez pensar sobre o mundo analógico versus o mundo digital. Ele descreveu como alguns pesquisadores descobriram que poderiam enganar um sistema digital automático de identificação de alto-falantes, amplamente utilizado, simplesmente falando através de um tubo de PVC. Uma explicação que me chamou a atenção foi: "...porque o som é analógico, ele contorna os filtros de ataque digital do sistema de autenticação de voz."

Isso me fez pensar que existe uma diferença fundamental entre o mundo analógico e o mundo digital – o mundo analógico é o mundo como realmente existe, e o mundo digital é uma aproximação manipulada. Por exemplo, quando você executa um sinal analógico através de um conversor analógico-digital (ADC), você está pegando informações analógicas para alguma condição do mundo real, por exemplo, temperatura, e dividindo esse sinal contínuo em pulsos digitais . O ADC pega a amplitude do sinal analógico em um determinado momento e o representa como uma série de bits binários. Portanto, há um triplo distanciamento entre a produção da ADC e o mundo real. Primeiro, há a questão de quão bem o sinal analógico representa o fenômeno físico que está medindo – nunca é perfeito. Então o DAC acrescenta a isso o fato de que ele só pode amostrar o sinal analógico em intervalos discretos de tempo. Então essa amostra deve ser representada por bits digitais cuja precisão é limitada pela largura de banda.

Então, em primeiro lugar, por que é tão importante medir o mundo físico? Como mencionei no meu blog anterior, sem sentir o mundo físico não haveria Internet das Coisas (IoT) — não haveria automação, fábricas conectadas, veículos autónomos, sistemas de segurança remota, sistemas de edifícios inteligentes ou monitorização médica sofisticada.

Os sinais precisam ser digitalizados antes que possam entrar no domínio conectado da IoT, não há dúvida sobre isso. Existem, no entanto, discussões em curso sobre como e onde fazer essa digitalização. Uma tendência crescente é fazer o processamento na borda. O processamento de borda deveria realmente ser chamado de pré-processamento. A ideia é reduzir a quantidade de dados enviados para a nuvem – ou para um processador central – fazendo algumas análises no sensor ou próximo a ele. Isso reduz a largura de banda necessária para transmitir um grande número de bits de dados de todos os sensores de um sistema e também reduz a carga computacional na nuvem.

Após décadas de trabalho como EE, Ed Brown, do SAE Media Group, está em sua segunda carreira: Editor de Tecnologia.

“Percebi, olhando para trás, para meus dias de engenharia e observando tudo o que há de melhor e mais recente como editor, que tenho muitas ideias sobre o que está acontecendo agora, à luz de minhas experiências em engenharia, e gostaria de compartilhar algumas delas agora. .”

Os fabricantes estão conseguindo isso incorporando IA no sensor. Isso pode ser feito digitalizando a entrada analógica e executando inferência no chip. A pequena ML Foundation é uma comunidade de desenvolvedores comprometidos com essa abordagem.

Em um artigo recente da Sensor Technology, Tom Doyle, CEO da Aspinity, descreveu uma abordagem diferente para a divisão analógica/digital do trabalho. Sua empresa desenvolveu um chip analógico de aprendizado de máquina que pode fazer parte do pré-processamento em níveis de energia muito mais baixos do que a IA somente digital.

Ultimamente tem havido um movimento para trazer de volta os discos de vinil porque alguns ouvintes acham que o som é mais quente e natural. Não há como provar isso – é um julgamento puramente subjetivo. Geralmente, as gravações digitais podem ser tecnicamente mais perfeitas porque as gravações analógicas dependem de métodos mecânicos. A eletrônica acaba de ser introduzida para processar e amplificar a entrada. O som de uma gravação de vinil é iniciado por uma caneta que se move em resposta às ranhuras do disco. Mas alguns ouvintes podem preferir um pouco menos de perfeição. Você não pode argumentar contra isso porque é completamente subjetivo. Mas o propósito de uma gravação musical não é proporcionar prazer ao ouvinte?