這一新技術(shù)令單位計(jì)算能力比電子高10多個(gè)數(shù)量級(jí)，未來(lái)神經(jīng)元密度有望達(dá)到人腦的10倍。
在未來(lái)，機(jī)場(chǎng)和車(chē)站安保人員不用站在大型的安檢機(jī)旁，而是戴著輕便的光學(xué)眼鏡就能識(shí)別出海量的人臉信息，進(jìn)行智能安全檢查。上海理工大學(xué)有這樣一個(gè)團(tuán)隊(duì)，他們正致力于用光的智能化來(lái)改變生活，讓這一科幻場(chǎng)景距離現(xiàn)實(shí)又近了一步。
3月3日，上理工人工智能納米光子學(xué)中心顧敏院士團(tuán)隊(duì)在《光：科學(xué)與應(yīng)用》雜志上發(fā)表高水平論文“CMOS集成納米打印高神經(jīng)元密度近紅外推理感知器”，在納米加工技術(shù)領(lǐng)域提出了全光推理全息納米結(jié)構(gòu)研究方案。
光學(xué)推理示意圖。
如今，通過(guò)人臉識(shí)別解鎖智能手機(jī)已是生活日常，然而大眾很少了解這背后是一個(gè)耗時(shí)耗能的過(guò)程：首先由傳感器收集人臉光學(xué)信息并將其發(fā)送到計(jì)算機(jī)中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，視覺(jué)信息通過(guò)電子硬件轉(zhuǎn)化為電子信息后再顯示畫(huà)面信息。而顧敏團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新研究出一種緊湊型光學(xué)衍射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的新概念，這種光學(xué)衍射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)行全光推理并可與商用CMOS傳感器直接集成。也就是說(shuō)，這一技術(shù)省略了傳統(tǒng)的由光到電的轉(zhuǎn)換過(guò)程，讓光學(xué)信息處理直接在光域內(nèi)完成，神經(jīng)元密度相當(dāng)于人腦的1/400，單位計(jì)算能力比電子高10多個(gè)數(shù)量級(jí)，未來(lái)神經(jīng)元密度有望達(dá)到人腦的10倍。此技術(shù)將為人工智能光電器件集成芯片化鋪平道路，快速、高效節(jié)能的功能性光電器件可以應(yīng)用于安全檢查、醫(yī)療影像、智能駕駛、藝術(shù)品鑒賞和衛(wèi)星圖像處理等領(lǐng)域。與現(xiàn)有解決方案相比，其占用空間更小，能耗更低、成本更低。
艾麗娜博士（左一）在做科學(xué)研究。
“我們利用納米打印的可見(jiàn)光和近紅外波段的推理感知器的計(jì)算能力上限為400 ExaFLOPS（每秒浮動(dòng)操作為1018 FLOPS），與毫米波、微波等波段運(yùn)行的衍射設(shè)備和集成光子硬件相比，每秒操作數(shù)量增加3到5個(gè)數(shù)量級(jí)?！闭撐牡谝蛔髡?、團(tuán)隊(duì)核心研究人員艾麗娜博士談道?！安捎贸直?D納米加工技術(shù)，我們可以將AI光學(xué)器件直接集成到現(xiàn)有的成像傳感器中，這相當(dāng)于在成像傳感器上放置量身定制的、針對(duì)特定任務(wù)的智能眼鏡，可以在檢測(cè)到傳入的光學(xué)信息之前對(duì)這些信息進(jìn)行處理?！鳖櫭粼菏拷榻B說(shuō)。
這項(xiàng)研究工作得到上海張江國(guó)家自主創(chuàng)新示范區(qū)專(zhuān)項(xiàng)發(fā)展資金重大項(xiàng)目資助。
來(lái)源：上觀新聞 記者：李蕾
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