Avere una conversazione con il tuo progetto utilizzando i gemelli digitali AI

Nonostante l'intelligenza artificiale sembri essere ovunque al giorno d'oggi, esiste un'uguale quantità di confusione su come sfruttare al meglio la tecnologia. In articoli come Utilizzare ChatGPT per Analizzare i Tuoi Dati di Test e Utilizzare l'IA Generativa per Scrivere ed Eseguire Codice Embedded abbiamo visto come l'IA, come ChatGPT, possa assistere non solo nell'analisi dei dati ma anche nello scrivere codice per noi. Per gli ingegneri elettrici, le componenti di analisi e scrittura del codice dell'IA Generativa possono essere utili ma non sempre rivoluzionarie. In questo articolo costruiremo un GPT personalizzato che ci permetterà di "avere una conversazione con il nostro progetto". Creeremo un "Gemello Digitale" della scheda di valutazione Arty A7 in ChatGPT, dandoci la possibilità di progettare, risolvere problemi e lavorare con la scheda utilizzando un assistente IA.

Cos'è un Gemello Digitale?

Un gemello digitale è un modello virtuale che riflette un oggetto reale. Creando questo controsparte digitale, possiamo simulare e testare il comportamento dell'oggetto senza necessità dell'elemento fisico. Per la scheda di valutazione Arty A7, avere un gemello digitale significa che puoi risolvere problemi, progettare e lavorare con la scheda virtualmente, senza dover maneggiare prima l'hardware reale. Questo rende il processo più efficiente, consentendo test approfonditi e aggiustamenti del design. Ovviamente, il limite è il cielo in termini di quanto accurato può essere il tuo modello e quanto è facile interagire con esso. Per amor di brevità e semplicità, stiamo per costruire un gemello digitale piuttosto primitivo dell'Arty A7 che può aiutarci con domande di progettazione e risoluzione dei problemi

Un Semplice Gemello Digitale usando RAG

La Generazione Potenziata dal Recupero (RAG), nota soprattutto per l'articolo intitolato Generazione Potenziata dal Recupero per Compiti NLP Intensivi di Conoscenza, è una metodologia in cui un grande modello linguistico (LLM) viene utilizzato in congiunzione con dati disponibili (invece di dati appresi all'interno del modello). Ad esempio, se chiedo a un LLM qual è il prezzo della mia casa, potrebbe o non potrebbe essere in grado di rispondere accuratamente a quella domanda. Se gli fornisco un "contesto" con, diciamo, la mia più recente bolletta della tassa sulla proprietà, dovrebbe essere in grado di capirlo abbastanza facilmente (dato che, più o meno, sta solo utilizzando l'elaborazione del linguaggio naturale). In poche parole, RAG utilizza lo stesso concetto fornendo contesto al LLM per generare una risposta di qualità superiore. Anche se è difficile sapere esattamente quali sistemi proprietari stiano utilizzando come backend, è abbastanza sicuro presumere che un approccio simile a RAG sia piuttosto comune per costruire un gemello digitale con l'IA.

Costruire un GPT Personalizzato con Contesto

Come abbiamo visto in Costruire un Assistente di Laboratorio AI e Utilizzare l'AI Generativa per Scrivere ed Eseguire Codice Incorporato, è possibile scrivere GPT Personalizzati per interagire con server web e controllare strumenti, ma possono anche contenere contesto per agire come gemelli digitali. La configurazione è in realtà molto semplice. Utilizzando la versione a pagamento plus di ChatGPT posso creare un GPT personalizzato cliccando su "Esplora GPT" nella barra laterale sinistra e poi cliccando sul pulsante "Crea" nell'angolo in alto a destra. Nota: Al momento della scrittura di questo articolo, la navigazione per creare un GPT personalizzato è cambiata quasi 3 volte negli ultimi 6 mesi. Potresti voler consultare la documentazione di OpenAI su come creare un GPT personalizzato se queste istruzioni sono obsolete.

Una volta navigato alla pagina che mi dà l'opzione di creare un GPT personalizzato sono pronto per inserire tutti i miei parametri e fornire il mio "contesto".

Figura 1: Configurazione del GPT Personalizzato

Noterai che ho dato al mio GPT personalizzato un nome, una descrizione, un insieme di istruzioni di base e un insieme di file "Conoscenza". Questi file sono composti dal mio Arty A7:

• Progettazione schematica
• Vari datasheet dei chip sulla scheda
• Codice VHDL di esempio
• File di vincoli per la progettazione FPGA

Posso, ovviamente, fornire ancora più dati come il distinto dei materiali, altri documenti di progettazione e ulteriori datasheet, ma questo mi sembrava sufficiente per dimostrare il mio concetto.

Cosa può fare?

Per effettuare una rapida consultazione di riferimento dal nostro gemello digitale, posso risparmiare qualche secondo qui e là chiedendogli informazioni sui componenti sulla scheda. Per esempio:

Figura 2: Interrogazione di un datasheet

E i dati estratti dal datasheet sembrano corrispondere (anche se a volte può interpretare in modo errato le tabelle nei PDF):

Figura 3: Specifiche prese dal datasheet

Sebbene sia una cosa minima, ciò fa risparmiare tempo, specialmente se si utilizza la versione vocale di ChatGPT. Possiamo anche dire al nostro GPT personalizzato che l'oscillatore non funziona correttamente e chiedere suggerimenti per la risoluzione dei problemi specifici per quella parte:

Figura 4: Risoluzione dei problemi dell'oscillatore

A seconda del tuo livello di competenza, queste informazioni potrebbero essere utili o meno. Possiamo spingerci un po' oltre e chiedere aiuto, ad esempio, per risolvere il problema di una memoria flash che non risponde. Una risposta più complessa coinvolgerà le specifiche del datasheet (simili a quelle dell'oscillatore) ma anche riferimenti al codice e ai vincoli dei pin. Fornire al prompt un contesto ancora più dettagliato, come il tuo codice modificato, gli darà maggiori possibilità di individuare il problema. Questi esempi, sebbene in qualche modo banali, dimostrano la capacità e la potenza dell'uso di LLM e RAG per costruire molto rapidamente un gemello digitale. Il processo di configurazione del GPT personalizzato ha richiesto letteralmente 5 minuti (e la maggior parte di questo tempo è stata impiegata per i tempi di caricamento). Questo è solo l'inizio dell'era del gemello digitale e sono sicuro che nei prossimi anni vedremo molte altre innovazioni.

Conclusione

In questo articolo, abbiamo esplorato il concetto di gemelli digitali e come creare un GPT personalizzato per lavorare e risolvere problemi con la scheda di valutazione Arty A7. Sfruttando l'IA, possiamo interagire virtualmente con i nostri progetti, risparmiando tempo e aumentando l'efficienza. I passaggi per impostare il proprio GPT personalizzato sono semplici e possono essere eseguiti rapidamente. Ora che comprendi le basi, è il momento di sperimentare e vedere i benefici con i tuoi occhi. Tuffati, crea il tuo gemello digitale e inizia oggi stesso a ottimizzare il tuo processo di progettazione e messa a punto!