ऑन-डिव्हाइस AI (On-Device AI) म्हणजे काय? स्मार्टफोनमधील NPU आणि ऑफलाइन एआयचे फायदे

Image: File:Infrared HDR 8 July 2012 Colorado Springs (7531471686).jpg by David from Colorado Springs, United States via Wikimedia Commons · CC BY 2.0

गेल्या दोन-तीन वर्षांत कृत्रिम बुद्धिमत्तेचा (AI) विस्तार प्रचंड वेगाने झाला आहे. सुरुवातीला ChatGPT किंवा Google Gemini वापरण्यासाठी आपल्याला सतत जलद इंटरनेट कनेक्शनची गरज भासत होती, कारण या सर्व मॉडेल्सची प्रक्रिया महाकाय सर्व्हरवर (Cloud Servers) चालत असे. मात्र, तंत्रज्ञानाच्या पुढच्या टप्प्यात एक महत्त्वाचा बदल घडत आहे, तो म्हणजे ऑन-डिव्हाइस AI (On-Device AI) किंवा एज एआय (Edge AI).

आता एआय थेट आपल्या खिशातील स्मार्टफोन, लॅपटॉप आणि टॅब्लेटमध्येच इंटरनेटशिवाय काम करू लागले आहे. हा बदल नेमका कसा घडतो आहे आणि सामान्य वापरकर्त्यांसाठी तो का महत्त्वाचा आहे, हे सविस्तर जाणून घेऊया.

ऑन-डिव्हाइस AI म्हणजे काय?

साध्या शब्दांत सांगायचे तर, जेव्हा कोणत्याही AI प्रक्रियेसाठी किंवा अल्गोरिदमसाठी तुमचा डेटा इंटरनेटद्वारे दूरवरच्या सर्व्हरवर (Cloud) न पाठवता थेट तुमच्याच उपकरणाच्या (स्मार्टफोन किंवा लॅपटॉप) प्रोसेसरवर चालवला जातो, तेव्हा त्याला ऑन-डिव्हाइस AI म्हटले जाते.

या तंत्रज्ञानामुळे व्हॉईस रेकॉर्डिंगचे मजकुरात रूपांतर करणे, फोटोमधून नको असलेल्या वस्तू हटवणे, किंवा इंग्रजी संभाषणाचे थेट मराठीत भाषांतर करणे ही कामे इंटरनेट बंद असतानाही क्षणात पूर्ण होतात.

क्लाउड AI विरुद्ध ऑन-डिव्हाइस AI: मुख्य फरक

NPU (Neural Processing Unit) म्हणजे काय?

आपल्या स्मार्टफोनमध्ये CPU (Central Processing Unit) सर्वसामान्य कामांसाठी असतो आणि GPU (Graphics Processing Unit) गेमिंग किंवा ग्राफिक्ससाठी असतो. परंतु, जनरेटिव्ह AI आणि मशीन लर्निंगची गुंतागुंतीची गणिती समीकरणे सोडवण्यासाठी पारंपारिक CPU किंवा GPU वर प्रचंड ताण पडतो आणि बॅटरी झपाट्याने संपते.

यावर उपाय म्हणून आधुनिक मोबाईल चिपसेटमध्ये NPU (Neural Processing Unit) ही विशेष चिप बसवली जाते. NPU चे मुख्य काम न्यूरल नेटवर्क्स आणि AI मॉडेल्स अत्यंत वेगाने आणि कमीतकमी बॅटरी वापरून चालवणे हे असते. Apple च्या A-सिरीज/M-सिरीज चिप्स, Qualcomm चे Snapdragon, Google चे Tensor आणि MediaTek चे Dimensity प्रोसेसर आता प्रगत NPU सह येतात.

ऑन-डिव्हाइस AI चे ५ मोठे फायदे

१. सर्वोच्च डेटा गोपनीयता (Complete Privacy)

क्लाउड AI वापरताना तुमचे खाजगी फोटो, मेसेजेस, किंवा कामाच्या नोंदी बाहेरील सर्व्हरवर जातात, ज्यामुळे डेटा चोरीचा धोका संभवतो. ऑन-डिव्हाइस AI मध्ये तुमची माहिती तुमच्या फोनबाहेर जातच नाही. त्यामुळे वैयक्तिक आणि संवेदनशील माहिती १००% सुरक्षित राहते.

२. इंटरनेटशिवाय अखंडित काम (Offline Functionality)

जर तुम्ही प्रवासात असाल, विमानात असाल किंवा नेटवर्क नसलेल्या दुर्गम भागात असाल, तरीही ऑन-डिव्हाइस AI अविरत काम करते. मजकुराचे भाषांतर, व्हॉईस नोट्सचे सारांश किंवा स्पेलिंग दुरुस्ती यांसाठी वायफाय किंवा मोबाईल डेटाची अजिबात गरज भासत नाही.

३. तत्काळ प्रतिसाद (Zero Latency)

इंटरनेटवर डेटा पाठवणे, तिथे प्रक्रिया होणे आणि पुन्हा फोनवर निकाल येणे यात काही सेकंदांचा वेळ जातो. ऑन-डिव्हाइस AI मध्ये स्थानिक हार्डवेअरवर काम होत असल्याने कोणताही विलंब न होता मायक्रोसेकंदात निकाल मिळतो.

४. बॅटरी आणि डेटा पॅकची बचत

वारंवार इंटरनेटवर मोठा डेटा अपलोड-डाउनलोड करावा लागत नसल्यामुळे दररोजचा मोबाईल डेटा वाचतो. तसेच, NPU हे विशेषतः AI साठी डिझाइन केलेले असल्याने ते कमी ऊर्जेत काम करते, ज्यामुळे फोनची बॅटरी जास्त वेळ टिकते.

५. अधिक वैयक्तिकृत अनुभव (Personalization)

ऑन-डिव्हाइस AI तुमच्या फोनमधील दैनंदिन वापराच्या सवयी सुरक्षितपणे शिकू शकते. उदाहरणार्थ, तुम्ही कोणाला वारंवार मेसेज करता, तुमचा झोपण्याचा वेळ कोणता, किंवा तुम्ही कोणते ॲप्स जास्त वापरता, याचा अंदाज घेऊन ते फोनचा अनुभव अधिक स्मार्ट बनवते.

दैनंदिन जीवनातील ऑन-डिव्हाइस AI चे प्रत्यक्ष उपयोग

• कॉम्प्युटेशनल फोटोग्राफी (Camera AI): फोटो काढताना चेहऱ्यावरील प्रकाश व्यवस्थित करणे, पोर्ट्रेट मोडमध्ये बॅकग्राउंड ब्लर करणे आणि रात्रीच्या वेळी कमी प्रकाशात स्पष्ट फोटो काढणे हे काम कॅमेऱ्यातील ऑन-डिव्हाइस AI करते.
• लाईव्ह ऑडिओ ट्रान्सक्रिप्शन (Live Transcription): बैठकीत किंवा व्याख्यानात बोलले जाणारे शब्द थेट स्क्रीनवर टाइप होणे आणि इंटरनेटशिवाय त्याचे बुलेट पॉईंट्स तयार करणे.
• मॅजिक इरेझर आणि फोटो एडिटिंग: फोटोमधील अनावश्यक व्यक्ती किंवा वस्तू एका क्लिकवर गायब करणे.
• रिअल-टाइम कॉल ट्रान्सलेशन: दोन वेगवेगळ्या भाषा बोलणाऱ्या व्यक्ती फोनवर बोलत असताना त्यांच्या संभाषणाचे थेट अनुवाद करून ऐकवणे.
• स्मार्ट कीबोर्ड व सूचना: तुम्ही पुढील शब्द कोणता टाईप करणार आहात याचा अचूक अंदाज वर्तवणे.

आव्हाने आणि मर्यादा

जरी ऑन-डिव्हाइस AI चे अनेक फायदे असले, तरी त्याला काही मर्यादाही आहेत: 1. मेमरीची मर्यादा (RAM & Storage): AI मॉडेल्स आकाराने मोठी असतात. ती चालवण्यासाठी फोनमध्ये किमान ८ जीबी किंवा १२ जीबी रॅम असणे आवश्यक ठरते. 2. मर्यादित ज्ञान क्षमता: सुपर कॉम्प्युटरवर चालणाऱ्या मोठ्या मॉडेल्सइतकी (जसे की GPT-4) सर्वसमावेशक उत्तरे हे छोटे मॉडेल्स देऊ शकत नाहीत.

त्यामुळे सध्या बहुतांश कंपन्या हायब्रिड दृष्टिकोन (Hybrid Approach) वापरत आहेत. छोटी आणि गोपनीय कामे फोनवरच (On-Device) केली जातात, तर अत्यंत गुंतागुंतीच्या प्रश्नांसाठी फोन आपोआप क्लाउड सर्व्हरची मदत घेतो.

मुख्य मुद्दे

• स्थानिक प्रक्रिया: ऑन-डिव्हाइस AI मध्ये डेटा सर्व्हरवर न जाता थेट तुमच्या फोनच्या चिपवर प्रोसेस होतो.
• NPU ची भूमिका: हे तंत्रज्ञान सुरळीत आणि कमी बॅटरीमध्ये चालवण्यासाठी उपकरणात 'न्यूरल प्रोसेसिंग यूनिट' (NPU) असणे आवश्यक असते.
• गोपनीयता आणि ऑफलाइन वापर: इंटरनेट नसतानाही काम करणे आणि खाजगी डेटा फोनमध्येच सुरक्षित राहणे हे याचे दोन सर्वात मोठे फायदे आहेत.
• भविष्याची दिशा: आगामी काळात येणारे सर्व स्मार्टफोन आणि लॅपटॉप्स हे ऑन-डिव्हाइस AI क्षमतेवर आधारित असतील, ज्यामुळे तंत्रज्ञानाचा वापर अधिक सुरक्षित आणि वेगवान बनेल.