p David Crandall é professor associado da Escola de Informática, Computação e Engenharia na Indiana University Bloomington. Ele, Sara Skrabalak e Martin Swany são os primeiros pesquisadores IU cujo trabalho está sendo desenvolvido através do Indiana Innovation Institute, ou IN3. p IN3, um instituto de pesquisa aplicada em todo o estado, é composto por líderes acadêmicos, governo e indústria. Ele busca resolver problemas do mundo real que afetam a indústria e o Departamento de Defesa dos EUA de forma mais rápida, maneira mais eficiente e econômica. Atualmente, está envolvida em projetos focados em microeletrônica confiável, hipersônicos, eletro-óptica e aprendizado de máquina alvo.

p Crandall teve a gentileza de responder a perguntas sobre seu trabalho com visão computacional e aprendizado de máquina e sobre os benefícios de se conectar com o IN3.

p P:Conte-nos sobre seu trabalho em microeletrônica confiável.

p David Crandall:Nosso papel neste projeto é usar visão computacional e técnicas de aprendizado de máquina para ajudar a garantir a integridade da cadeia de suprimentos em torno da microeletrônica. Uma maneira é usar a visão computacional para inspecionar os circuitos integrados para ver se há algo suspeito que possa sugerir que eles estão danificados ou falsificados.

p O objetivo da visão computacional é que os computadores sejam capazes de compreender o mundo visual da mesma forma que as pessoas. Os computadores podem tirar e armazenar fotos há décadas, mas eles não foram capazes de saber o que está em uma foto - quais objetos e pessoas estão nela, o que está acontecendo, e o que está para acontecer. As pessoas fazem isso automaticamente, quase instantaneamente, e não pensamos nada sobre isso. É muito difícil para um computador. Mas a visão do computador está mudando isso, e o campo fez um grande progresso nos últimos anos.

p O desafio do trabalho de visão computacional que estamos realizando com o IN3 - e com muitos problemas do mundo real - é que ele requer uma análise de granulação muito fina. Não estamos tentando distinguir gatos de cães ou carros de pedestres; estamos tentando encontrar diferenças muito sutis em circuitos integrados que podem sinalizar um problema. Esse é realmente o desafio:trazer técnicas que tiveram sucesso nos últimos anos na fotografia de consumo para este novo campo que tem desafios únicos.

p P:Por que é importante monitorar os circuitos integrados?

p DC:os circuitos integrados formam a base de todos os dispositivos que usamos diariamente, de telefones celulares a infraestrutura nacional crítica. É muito importante que os circuitos desses dispositivos sejam confiáveis, que eles façam o que dizem e que sejam desenvolvidos de acordo com as especificações para as quais precisamos.

p Dispositivos eletrônicos e circuitos integrados são fabricados em fábricas em todo o mundo. Eles percorrem uma cadeia de suprimentos complicada para ficar entre onde são fabricados e onde são colocados nos dispositivos. Muita coisa pode dar errado nesse processo. Os circuitos integrados podem ser trocados ou substituídos por vários motivos - pessoas que desejam lucrar um pouco substituindo um dispositivo mais barato por um mais caro, ou por motivos mais nefastos, como hackear. Queremos garantir a integridade dos circuitos integrados para que os dispositivos construídos a partir deles façam o que devem fazer.

p O problema é muito importante. A sociedade moderna depende do seguro, seguro, operação confiável de dispositivos digitais. Se eles não são confiáveis, que destrói muito do que a nossa sociedade é baseada. Nós - pesquisadores do estado de Indiana - estamos em uma posição única para atacar esse problema por causa da experiência de Purdue em microeletrônica; Capacidades do guindaste do Centro de Guerra de Superfície Naval; e a experiência de IU com química, aprendizagem de máquina e engenharia. Estamos no lugar certo na hora certa para causar um impacto real neste problema.

p P:Como você monitora os circuitos integrados? Que desafios existem?

p DC:Meu entendimento é que as abordagens atuais para detectar dispositivos falsificados são limitadas em sua precisão ou devem ser feitas à mão, o que é caro e demorado. Se pudermos criar novas técnicas automatizadas que possam complementar ou melhorar essas abordagens, podemos potencialmente garantir que mais dispositivos sejam inspecionados.

p Existem muitas abordagens possíveis. Uma é usar a visão computacional para inspecionar a superfície de um pacote de um circuito integrado, verificar o número da peça e procurar recursos visuais suspeitos que possam indicar que ele foi modificado. Outra abordagem usa o trabalho de Sara Skrabalak em adicionar impressões digitais não clonáveis ​​a pacotes de circuitos integrados e usar técnicas de visão computacional para verificar se eles são autênticos. Também podemos inspecionar o circuito interno do circuito integrado usando várias técnicas de imagem.

p P:Como suas conexões com a IN3 beneficiaram seu trabalho?

p DC:Uma visão empolgante do IN3 é reunir grupos de pessoas que trabalham em diferentes áreas, que poderiam não ter pensado em colaborar uns com os outros, para resolver em conjunto grandes problemas que nenhum de nós poderia resolver individualmente. Não se trata apenas de reunir grupos da IU, mas também criando conexões mais fortes entre IU e Purdue, Notre Dame e NSWC Crane.

p Trabalho com visão computacional e inteligência artificial. Estamos procurando maneiras de aplicar essas técnicas a novos, importante, problemas emocionantes. À medida que os aplicamos, descobrimos novos desafios técnicos, o que nos leva a voltar à prancheta de desenho para criar novos, melhores algoritmos. Não tenho profundo conhecimento em microeletrônica, então eu não seria capaz de impactar este campo sozinho. Colaborar com especialistas via IN3 será a maneira como impactamos seu campo e trazemos de volta importantes, problemas interessantes para trabalharmos também.

p P:Quais podem ser alguns resultados finais quando a tecnologia é amplamente adotada?

p DC:O objetivo final é ajudar a transformar a segurança da microeletrônica para que possamos ter mais fé nos dispositivos dos quais dependemos, de urnas eletrônicas a celulares, laptops e infraestrutura crítica em todo o país. Houve uma história recente na Bloomberg sobre hardware crítico que talvez tenha sido hackeado. Se essa história era verdadeira ou não, a motivação por trás do nosso projeto é garantir que algo assim não aconteça no futuro.