A Sydney-i Egyetem kutatói olyan fotonikus chipet fejlesztettek ki, amely elektromos áram helyett fény segítségével végzi el az MI-számításokat. A kísérleti eszköz fotonok segítségével dolgozza fel az információkat, így a műveletek elképesztően gyorsan végrehajthatók. A kutatók szerint ez a megközelítés segíthet megoldani az mesterséges intelligencia infrastruktúrájának bővítésével kapcsolatos egyik legnagyobb kihívást: az energiafogyasztást - írta az Interesting Engineering.
A hagyományos processzorok elektromosan töltött részecskéket, úgynevezett elektronokat mozgatnak a vezetékeken keresztül. Ez a folyamat ellenállást és hőt generál, amihez energiaigényes hűtőrendszerekre van szükség a biztonságos működési hőmérséklet fenntartásához.
A nanofotonikus chip más megközelítést alkalmaz. Ahelyett, hogy elektronokat továbbítana az áramkörökön keresztül, fényt vezet át apró, csak néhány tíz mikrométer széles struktúrákban, amelyek vastagsága megközelítőleg egy emberi hajszál vastagságával egyezik meg. Amikor a fotonok áthaladnak ezeken a nanostruktúrákon, a struktúrák maguk végzik el a gépi tanuláshoz szükséges számításokat. Ezzel nincs szükség külön elektronikus feldolgozási lépésre.
A chip architektúrája neurális hálózatként van felépítve, amely az emberi agy információfeldolgozási módját modellezi. A nanostruktúrák fizikai elrendezése mesterséges idegsejteként működik, lehetővé téve a minták felismerését és osztályozását, miközben a fény áthalad a készüléken.
Tesztelés orvosi adatokkal
A prototípus értékeléséhez a kutatócsoport több mint 10 ezer biomedicinális kép osztályozására tanította be a chipet. Az adatkészlet mell-, mellkas- és hasi MRI-felvételeket tartalmazott. Mind a szimulációk, mind a laboratóriumi kísérletek azt mutatták, hogy a fotonikus neurális hálózat 90–99 százalékos pontossággal tudta azonosítani a képeket.
Minden számítás pikoszekundum időskálán történt, ami azt jelenti, hogy a műveletek a fény nanostruktúrán való áthaladásával trillióadmásodperc alatt befejeződtek.
A következő lépés a tervezés kiterjesztése nagyobb fotonikus neurális hálózatokra, amelyek képesek összetettebb adathalmazok feldolgozására. Ha a technológia sikeresen skálázható, a fotonikus chipek végül kiegészíthetik vagy helyettesíthetik a hagyományos processzorokat bizonyos mesterséges intelligencia feladatokban, gyorsabb és energiahatékonyabb hardvert kínálva a jövőbeli rendszerek számára.
Forrás: Interesting Engineering
Borítóképünk illusztráció, forrása: Stock Adobe
