Спецпроект

Новини

Інженери створили мозкоподібний чіп

Мозкоподібний чіп, схема

Вчені із США розробили оптичний чіп, який своєю структурою схожий на людський мозок. Про це повідомляється на .

В основі пристрою лежить , яка складається із спеціальних вузлів, що нагадують мозкові клітини – нейрони. Завдяки цьому чіп імітує роботу головного мозку і навіть навчається на наборах даних майже як жива істота. Замість напівпровідникових мікросхем він використовує для передачі інформації оптоволокна, а тому працює значно продуктивніше за звичайні комп'ютери, адже світло швидше за електрику. Оптичний чіп може виконати всю процедуру класифікації зображення за 0,57 наносекунди, а традиційні цифрові машини за цей час встигають виконати тільки одну процедуру.

Багато , що імітують роботу мозку, засновані на штучних нейронних мережах з аналогами нейронів, які після навчання на зображеннях або інших даних використовуються для розпізнавання чи класифікації нових точок даних. Зазвичай потрібні зображення спочатку формується на спеціальному датчику, наприклад, камері смартфона, потім перетворюється на електричні сигнали і двійковий код, який "розуміють" комп'ютери.

Сучасні чіпи для класифікації зображень можуть виконувати мільярди операцій на секунду, що робить їх досить швидкими для програм штучного інтелекту, призначених для розпізнавання об'єктів. Швидкість їх роботи обмежена тактовою частотою оновлення процесора, де обчислення проводяться послідовно.

Дослідники з Пенсільванського університету використовували світлові сигнали, щоб усунути головні обмеження комп'ютерів: перетворення оптичних сигналів на електричні, перетворення вхідних даних у двійковий формат, великий модуль пам'яті та обчислення за розкладом. Вони досягли цього за рахунок прямої обробки світла, отриманого від об'єкта, що цікавить, за допомогою оптичної глибокої нейронної мережі, реалізованої на чіпі площею 9,3 квадратних міліметра.

Рукописні символи
Чіп протестували на наборах даних з двома або чотирма типами рукописних символів, точність склала 93,8% та 89,8% відповідно
Коли сучасні комп'ютерні чіпи обробляють електричні сигнали, вони часто пропускають їх через графічний процесор, який потребує місця та енергії. Нашому чіпу не потрібно зберігати інформацію, що усуває потребу у великому блоці пам'яті. Усуваючи блок пам'яті, де зберігаються зображення, ми також підвищуємо конфіденційність даних. З чіпами, які зчитують дані зображення безпосередньо, немає необхідності зберігати фотографії, і тому витік даних не відбувається, — пояснив доцент Фіруз Афлатуні

Для розуміння швидкості чіпа він навів у приклад звичайну швидкість відтворення фільмів — від 24 до 120 кадрів на секунду. Пристрій здатний обробляти майже 2 млрд кадрів на секунду. запропонували вирішення завдань, що вимагають обчислень зі швидкістю світла, таких як розпізнавання осіб, автоматичне виявлення тексту на фотографіях або допомога безпілотним автомобілям у пошуку перешкод. Втім, за словами Афлатуні, деякі додатки ще якийсь час будуть недоступні людству навіть із такою потужною технологією.

Хоча класифікація зображень є однією з перших областей дослідження цього чіпа, я дуже радий бачити, як він використовуватиметься, можливо, разом із цифровими платформами, для прискорення різних типів обчислень, - підсумував він

Фото: GOOGLE.COM, New Atlas