Pētnieki izveido pirmo sava veida mākslīgo neironu tīklu

Pētnieki ir izveidojuši daudzslāņu pilnībā optisku mākslīgo neironu tīklu, kas līdz šim nebija veiksmīgi pierādīts. Pastāv milzīga vēlme izveidot praktiskus optiskus mākslīgos neironu tīklus, jo tie ir ātrāki un patērē daudz mazāk enerģijas nekā tie tīkli, kuru pamatā ir tradicionālie datori. Šie jaunie sasniegumi varētu nodrošināt paralēlu aprēķinu ar gaismu.

Pētnieki no The Honkongas universitātes Zinātnes un tehnoloģijas, Honkongā, izveidoja savu divslāņu visu optisko neironu tīklu Optica, Optical Society žurnālā, kas ietver augstas ietekmes pētījumus. Pētnieki arī parādīja, kā viņi var izmantot tīklu sarežģītiem klasifikācijas uzdevumiem.

"Mūsu pilnībā optiskā shēma varētu nodrošināt neironu tīklu, kas veic optiskus paralēlus aprēķinus ar gaismas ātrumu, vienlaikus patērējot maz enerģijas," sacīja pētnieku grupas loceklis Junwei Liu. "Liela mēroga, pilnībā optiskos neironu tīklus varētu izmantot lietojumprogrammām, sākot no attēlu atpazīšanas līdz zinātniskiem pētījumiem."

Šie pilnībā optiskie tīkli darbojas savādāk nekā parastie hibrīdie optiskie neironu tīkli, kas tiek izmantoti pašlaik. Tajos optiskos komponentus parasti izmanto lineārām operācijām. Nelineārās aktivizācijas funkcijās, kas simulē neironu reakciju cilvēka smadzenēs, optiskie komponenti bieži tiek ieviesti elektroniski. Tas ir tāpēc, ka nelineārajai optikai ir nepieciešami lieljaudas lāzeri, kurus ir grūti ieviest optiskā neironu tīklā.

Lai to apietu, pētnieki izmantoja aukstos atomus ar elektromagnētiski inducētu caurspīdīgumu, lai veiktu nelineāras funkcijas.

Shengwang Du, pētnieku grupas loceklis, runāja par jaunajiem notikumiem.

"Šo gaismas izraisīto efektu var panākt ar ļoti vāju lāzera jaudu," viņš teica. “Tā kā šis efekts ir balstīts uz nelineāri kvantu traucējumi, iespējams, ir iespējams paplašināt mūsu sistēmu kvantu neironu tīklā, kas varētu atrisināt problēmas, kas nav atrisināmas ar klasiskajām metodēm.

Lai pārbaudītu savu jauno pieeju, komanda izveidoja divu slāņu pilnībā savienotu visu optisko neironu tīklu. Tīklam ir 16 ieejas un divas izejas. Pēc tam viņi izmantoja savu optisko tīklu, lai klasificētu magnētisma statistiskā modeļa secības un traucējumu fāzes. Viņi varēja secināt, ka pilnībā optiskais neironu tīkls bija tikpat precīzs kā apmācīts datorizēts neironu tīkls.

Nākamais pētnieku grupas solis ir to paplašināt, iekļaujot liela mēroga optiskos dziļos neironu tīklus. Tiem var būt sarežģītas arhitektūras, kas ir paredzētas īpašām lietojumprogrammām, piemēram, attēlu atpazīšanai. To darot, viņi var pierādīt, ka šī sistēma darbojas daudz lielākā mērogā.

"Lai gan mūsu darbs ir principa pierādījums, tas parāda, ka nākotnē var kļūt iespējams izstrādāt mākslīgā intelekta optiskās versijas," sacīja Du.

"Nākamās paaudzes mākslīgā intelekta aparatūra pēc būtības būs daudz ātrāka un uzrādīs mazāku enerģijas patēriņu salīdzinājumā ar mūsdienu datorizēto mākslīgo intelektu," piebilda Liu.

Lai redzētu vairāk šāda veida sasniegumu zinātnē un tehnoloģijā, Optikas biedrība (OSA) nodrošina publikācijas, sanāksmes un dalības iniciatīvas, pētījumus un īpašus resursus. Viņiem ir plašs ekspertu tīkls optikas un fotonikas jomā. Organizācija atbalsta zinātniekus, inženierus, studentus un uzņēmumu vadītājus, kas ir atbildīgi par zinātniskiem atklājumiem, lietojumiem un lietojumprogrammām. Viņu mājas lapa nodrošina dažādus jaunumus un pētījumu atjauninājumus.