Peneliti Membuat Jaringan Saraf Buatan Pertama dari Jenisnya

Peneliti telah menciptakan jaringan saraf buatan multilayer all-optical, sesuatu yang belum pernah berhasil ditunjukkan sebelumnya. Ada keinginan besar untuk menciptakan jaringan saraf buatan optik yang praktis karena mereka lebih cepat dan mengonsumsi daya yang jauh lebih sedikit daripada jaringan yang berbasis pada komputer tradisional. Pengembangan baru ini dapat memungkinkan komputasi paralel dengan cahaya.

Peneliti dari Universitas Sains dan Teknologi Hong Kong, Hong Kong, memaparkan jaringan saraf dua lapis all-optical mereka di Optica, jurnal The Optical Society yang mencakup penelitian berdampak tinggi. Peneliti juga menunjukkan bagaimana mereka dapat menerapkan jaringan tersebut pada tugas klasifikasi yang kompleks.

“Skema all-optical kami dapat memungkinkan jaringan saraf yang melakukan komputasi paralel optik pada kecepatan cahaya sambil mengonsumsi sedikit energi,” kata Junwei Liu, anggota tim penelitian. “Jaringan saraf all-optical skala besar dapat digunakan untuk aplikasi yang berkisar dari pengenalan gambar hingga penelitian ilmiah.”

Jaringan all-optical ini beroperasi secara berbeda dari jaringan saraf buatan hibrida optik yang digunakan saat ini. Pada jaringan tersebut, komponen optik biasanya digunakan untuk operasi linier. Pada fungsi aktivasi nonlinier, yang mensimulasikan cara kerja neuron di otak manusia, komponen optik sering diimplementasikan secara elektronik. Ini karena optik nonlinier memerlukan laser berdaya tinggi yang sulit diimplementasikan dalam jaringan saraf optik.

Untuk mengatasi hal ini, peneliti menggunakan atom dingin dengan transparansi yang diinduksi secara elektromagnetik untuk melakukan fungsi nonlinier.

Shengwang Du, anggota tim penelitian, berbicara tentang pengembangan baru ini.

“Efek ini dapat dicapai dengan daya laser yang sangat lemah,” katanya. “Karena efek ini berdasarkan pada interferensi kuantum nonlinier, mungkin saja kita dapat memperluas sistem kita menjadi jaringan saraf kuantum yang dapat menyelesaikan masalah yang tidak dapat dipecahkan dengan metode klasik.”

Untuk menguji pendekatan baru mereka, tim menciptakan jaringan saraf all-optical dua lapis yang terhubung sepenuhnya. Jaringan tersebut memiliki 16 input dan dua output. Mereka kemudian menggunakan jaringan all-optical mereka untuk mengklasifikasikan fase tertib dan tidak tertib dari model statistik magnetisme. Mereka dapat menyimpulkan bahwa jaringan saraf all-optical sama akuratnya dengan jaringan saraf berbasis komputer yang telah dilatih.

Langkah selanjutnya untuk tim penelitian adalah memperluas ini ke jaringan saraf dalam all-optical skala besar. Jaringan tersebut dapat memiliki arsitektur yang kompleks yang dirancang untuk aplikasi tertentu seperti pengenalan gambar. Dengan melakukan ini, mereka dapat menunjukkan bahwa sistem ini bekerja pada skala yang jauh lebih besar.

“Meskipun pekerjaan kami adalah demonstrasi bukti konsep, ini menunjukkan bahwa mungkin saja di masa depan kita dapat mengembangkan versi optik kecerdasan buatan,” kata Du.

“Generasi berikutnya dari perangkat keras kecerdasan buatan akan secara intrinsik jauh lebih cepat dan mengonsumsi daya yang lebih rendah dibandingkan dengan kecerdasan buatan berbasis komputer saat ini,” tambah Liu.

Untuk melihat lebih banyak pengembangan seperti ini dalam sains dan teknologi, The Optical Society (OSA) menyediakan publikasi, pertemuan dan inisiatif keanggotaan, penelitian, dan sumber daya yang didedikasikan. Mereka memiliki jaringan luas ahli di bidang optik dan fotonik. Organisasi ini mendukung ilmuwan, insinyur, mahasiswa, dan pemimpin bisnis yang bertanggung jawab atas penemuan ilmiah, aplikasi, dan aplikasi. Situs web mereka menyediakan berbagai berita dan pembaruan penelitian.