캔자스, 플로리다, 텍사스의 고등학생들은 미국의 기술 전문성을 강화하는 것을 목표로 AI 애플리케이션을 설계하고 마이크로 전자공학을 제작하는 법을 배울 것입니다.
캔자스와 다른 두 주의 공립 고등학생들은 곧 빠르게 진화하는 인공지능 분야를 탐구할 기회를 갖게 될 것입니다. National Science Foundation의 1.4만 달러 보조금으로 지원되는 새로운 프로그램은 학생들에게 AI에 필수적인 마이크로전자공학을 코딩하고 개발하는 방법을 교육할 예정입니다. 이 이니셔티브는 마이크로칩 제조 및 AI 소프트웨어 개발 분야에서 미국의 경쟁 우위를 유지하기 위한 보다 광범위한 노력의 일환입니다.
캔자스 대학교, 플로리다 대학교, 노스텍사스 대학교의 연구원들은 지역 고등학교와 협력하여 약 500명의 학생과 25명의 교사를 실습 프로젝트에 참여시킬 것입니다. 이러한 프로젝트는 기술 경력에 대한 관심을 불러일으키도록 설계되었습니다.
KU의 전기공학 및 컴퓨터 과학 조교수인 Tamzidul Hoque가 KU 연구를 이끌고 있습니다. 로렌스의 그의 팀은 오버랜드 파크의 Shawnee Mission West High School과 협력할 예정이며, 컴퓨터 과학 교사인 Mark Lange가 최첨단 커리큘럼을 구현할 예정입니다.
교육의 핵심 구성 요소는 학생들이 TinyML(Tiny Machine Learning) 장치에서 코드를 실행하는 것입니다. TinyML은 클라우드 서버에 의존하지 않고도 장치에서 바로 AI 처리를 가능하게 하는 저전력 하드웨어입니다.
"이것은 클라우드에 연결하지 않고 사용자 측에서 AI 작업을 수행하는 작은 기기가 될 것입니다." 호크는 보도자료에서 이렇게 말했습니다. "TinyML은 대규모 AI 모델을 작은 기기에서 실행할 수 있는 더 작은 모델로 변환할 수 있는 하나의 애플리케이션입니다."
소위 '에지 디바이스'에 적용되는 이러한 AI 애플리케이션은 중앙 집중식 데이터 센터에 의존하지 않기 때문에 획기적입니다.
"우리는 학생들에게 사용 가능한 광범위한 에지 AI 애플리케이션을 보여주고 싶습니다." 호크가 덧붙였습니다. "에지 AI를 사용하면 AI에 대해 배울 뿐만 아니라 저수준 하드웨어를 포함하기 때문에 마이크로 전자공학에 대한 지식도 얻을 수 있습니다. 저희 커리큘럼은 마이크로 전자공학과 AI라는 두 가지 중요한 영역을 모두 다룹니다."
이 프로젝트의 매력에 더해, 특히 예산이 제한된 학교를 위한 비용 효율적인 솔루션에 초점을 맞추고 있습니다. 연구자들은 저렴한 가격을 보장하기 위해 마이크로프로세서, 다양한 센서 및 통신 구성 요소를 포함하는 하드웨어 플랫폼을 설계하고 있습니다.
"우리는 플로리다 대학과 협력하여 플랫폼을 개발할 것입니다. 주요 과제는 비용 효율성입니다." 호크가 덧붙였습니다. "저희의 목표는 최소 45개의 다른 센서를 장착하여 10달러 미만의 비용으로 장치를 만들어 자원이 부족한 고등학교에서도 사용할 수 있도록 하는 것입니다."
또 다른 중요한 요소는 프로젝트의 이타적 초점입니다. 학생들은 화재 감지 및 농업 지원을 위한 AI 솔루션과 같은 커뮤니티 중심 애플리케이션을 작업합니다. 이 접근 방식은 엔지니어링이 사회에 어떻게 이로운지 보여주고 수익성 있는 급여의 약속을 넘어 학생들에게 동기를 부여하는 것을 목표로 합니다.
"우리가 학생들에게 공학에 대한 동기를 부여하려고 할 때, 우리는 종종 높은 급여나 직업의 수익성 있는 측면을 강조합니다. 하지만 공학은 그런 것들에 관한 것이 아니며, 많은 학생들이 그런 것들만으로 동기를 부여받는다고 느끼지 못할 수도 있습니다." 호크가 덧붙였습니다. "이타주의의 개념, 즉 공학이 지역 사회에 어떻게 도움이 될 수 있는지를 통합하는 것이 더 강력한 동기 부여가 될 수 있습니다."
이 프로그램의 커뮤니티 중심 프로젝트에도 불구하고, 이 프로그램은 AI와 마이크로일렉트로닉스 분야에서 높은 급여를 받는 직업에 학생들을 준비시키는 것을 목표로 합니다. AI 산업 파트너와의 협업을 통해 커리큘럼이 인력 수요에 부합하도록 보장하여 학생들의 취업 전망을 향상시킵니다.
"저희의 목표는 저희가 개발한 커리큘럼이 업계와 잘 부합하도록 하는 것입니다." 호크가 덧붙였습니다. "저희는 업계 구성원으로 구성된 자문 위원회를 두고 있으며, 저희가 선택한 주제가 해당 분야에 적합한지, 그리고 이러한 기술적 기술을 배우는 것이 학생들이 장기적으로 일자리를 확보하는 데 도움이 될지에 대한 피드백을 제공합니다."
산업과 연계된 교육을 촉진하기 위해, 연구진은 고등학교 교사와 산업 파트너가 커리큘럼 개발과 교육 방법에 대한 아이디어를 교환할 수 있는 컨퍼런스를 개최할 것입니다.
이 이니셔티브는 2022년 의회에서 통과된 CHIPS 및 과학법의 지원을 받고 있으며, 이는 국내 반도체 생산을 강화하고 국가 안보를 강화하는 것을 목표로 합니다. 이 법은 임무 수행에 중요한 마이크로일렉트로닉스의 국내 제조를 촉진하여 COVID-19 팬데믹 동안 노출된 취약성을 해결합니다.
"COVID 이후 우리는 외부 공급망에 얼마나 의존하는지 깨달았고, 정부는 국내 제조 시설을 개발하는 데 상당한 인센티브를 제공하게 되었습니다." 호크가 덧붙였습니다. "이 문제는 소비자뿐만 아니라 국가 안보에도 영향을 미칩니다. 임무 수행에 중요한 시스템에 사용되는 마이크로전자는 악의적인 변경이나 보안 위협의 가능성이 없는 안전한 시설에서 개발되어야 하기 때문입니다. 국가 안보상의 이유로, 우리만의 마이크로칩을 설계하고 제작할 수 있는 국내 역량이 필수적입니다. 하지만 이러한 시설을 개발하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 시설에서 일할 사람도 필요합니다. 이와 같은 프로그램은 학생들이 하드웨어를 탐구하고 마이크로전자 분야에서 경력을 쌓도록 동기를 부여할 것입니다."
출처: 캔자스 대학교