Forschende des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben Gleanmer vorgestellt, einen spezialisierten Mikrochip, der Echtzeit-3D-Raumkartierung mit einem extrem niedrigen Energieverbrauch von lediglich sechs Milliwatt ermöglicht. Die Entwicklung adressiert ein zentrales Problem der autonomen Navigation: Wie können kleine Roboter und mobile Geräte komplexe Umgebungen kartieren, ohne auf leistungsstarke, aber energiehungrige Prozessoren zurückzugreifen. Traditionelle 3D-Kartierungsmethoden basieren auf Voxelgittern, deren Rechen- und Speicherbedarf bei steigender Genauigkeit exponentiell wächst. Das MIT-Team umging dieses Problem zunächst durch den GMMap-Algorithmus, der den Raum mittels kompakter Gauss'scher Ellipsoide statt durch starre Würfel repräsentiert. Läuft dieser Algorithmus auf Standardhardware, beträgt der Energiebedarf jedoch weiterhin über zwei Watt. Gleanmer löst dieses Dilemma, indem es die Berechnungsschritte direkt in einer maßgeschneiderten Hardwarearchitektur verankert. Der Chip verarbeitet Tiefendaten in einem streambasierten Ablauf, der jedes Bild nur einmal liest, in Gauss'sche Daten umwandelt und die Rohdaten anschließend verwirft. Diese Architektur minimiert den Speicherzugriff erheblich. Weitere Optimierungen umfassen ein neues Verfahren zur Herleitung freier Navigationsräume direkt aus den komprimierten Hindernisdaten, wodurch der Energieaufwand für die Kartierung um bis zu 63 Prozent sinkt. Durch das gebündelte Abfragen benachbarter Koordinaten für die Routenplanung steigert der Prozessor den Durchsatz um das Vier- bis Zehnfache und reduziert den Abfrageenergieverbrauch um über 70 Prozent. Gezielte Approximationen bei numerischen Präzisionsstufen und geometrischen Schätzungen schrumpften zudem die Chipfläche um 38 Prozent, ohne die Kartengüte zu beeinträchtigen. Mit einer Größe von vier Quadratmillimetern und 622 Kilobyte On-Chip-Speicher verarbeitet Gleanmer 640 mal 480 Pixel große Tiefenbilder mit einer Aktualisierungsrate von 88 bis 331 Mal pro Sekunde. Gleichzeitig bewertet er bis zu 1,32 Millionen räumliche Koordinaten pro Sekunde bei einer Kartengenauigkeit von 96 bis 99 Prozent. Im Vergleich zu etablierten Plattformen wie dem NVIDIA Jetson TX2 verringert der Chip den Stromverbrauch um das 341-Fache und schlägt vorherige Spezialbeschleuniger um den Faktor 44. Die Technologie erweitert signifikant die Einsatzmöglichkeiten für mikroelektronische Systeme. Autonome Inspektionsroboter, Miniaturdrohnen und leichte AR-Brillen können fortan langfristig präzise Raumstrukturen verstehen und Hindernisse vermeiden. Obwohl Gleanmer aktuell als dedizierter Kartierungs- und Abfragebeschleuniger agiert, etabliert er einen neuen Referenzwert für energieeffiziente Hardware, der künftige Generationen mobiler KI-Systeme entscheidend vorantreiben wird.