Сегодня 01 июня 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Китайцы учат роботов «думать» со скоростью света — кремниевая фотоника набирает обороты

Учёные из Университета Сидянь (Xidian University) разработали фотонную нейроморфную вычислительную систему, которая впервые позволяет выполнять обучение с подкреплением полностью на основе света (фотонов), без перевода сигналов в импульсы тока для выполнения ключевых операций. До этого в массе фотонные спайковые нейронные сети могли совершать только линейные вычисления, но новая разработка ворвалась в сферу нелинейных преобразований и это изменит многое.

 Источник изображения: Xidian University

Источник изображения: Xidian University

Перевод сигналов из состояния фотонов в поток электронов и обратно — это дополнительные потери как энергии, так и времени (задержки). Для функционирования робототехники в режиме реального времени такие потери чреваты быстрым выходом из строя и даже авариями. Поэтому стремление разработчиков создать универсальные фотонные чипы для сложных вычислений и обучения роботов и автопилотов — это один из ключевых путей для безопасного сосуществования робототехники с людьми и среди людей.

Созданный учёными двухчиповый оптический прототип решает три основные проблемы: отсутствие ранее крупномасштабных массивов нелинейных фотонных спайковых нейронов с низким порогом срабатывания (теперь такие массивы есть, и порог срабатывания очень низкий, что позволяет создавать намного более плотные массивы нейронов, чем раньше); невозможность создания полностью программируемых чипов спайковых сетей (они были «жёсткими» — запрограммированными аппаратно) и, как итог, отсутствие возможности аппаратной реализации фотонного обучения с подкреплением, что успешно преодолено учёной группой.

Первая предложенная исследователями система, о которой они рассказали в свежем выпуске журнала «Оптика» (Optica), состоит из 16-канального фотонного нейроморфного чипа с 272 обучаемыми параметрами (на основе матрицы 16 × 16 интерферометров Маха — Зендера) и чипа с массивом лазеров с обратной связью и насыщаемым поглотителем для низкого порога нелинейной активации спайков. Как положено, также разработан аппаратно-программный фреймворк: модель сначала обучается в программном пакете, затем на чипах, а потом дообучается с учётом особенностей аппаратной реализации.

Тестирование проводилось на классических задачах: CartPole (балансировка шеста на тележке) и Pendulum (раскачивание маятника из висячего положения в вертикальное с его последующей стабилизацией в таком положении). Аппаратные результаты показали минимальное падение точности — всего 1,5 % для CartPole и 2 % для Pendulum по сравнению с чисто программной моделью; на CartPole достигнута идеальная производительность, на более сложной задаче Pendulum — хорошая.

Производительность впечатляет: энергоэффективность линейных вычислений достигла 1,39 TOPS/Вт при плотности 0,13 TOPS/мм², нелинейных — 987,65 GOPS/Вт и 533,33 GOPS/мм²; задержка вычислений на чипе — всего 320 пикосекунд. Эти показатели выводят оптическую систему в класс GPU по энергоэффективности (1 TOPS/Вт) и плотности вычислений (0,1–0,5 TOPS/мм²), но с преимуществом полной оптической обработки, исключающей потери на конвертацию сигналов. Система демонстрирует быстрое обучение посредством серии проб и ошибок в реальном времени.

Разработка открывает перспективы для автономного вождения, встроенного в роботы интеллекта и периферийных вычислений, где требуется сверхнизкая задержка и минимальное энергопотребление. В будущем авторы планируют масштабировать систему до 128-канального чипа для более сложных задач, таких как нейроморфная автономная навигация, и создать компактные гибридно-интегрированные фотонные нейроморфные чипы. Это один из важных шагов к энергоэффективному ИИ, работающему на импульсах света.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Mewgenics совсем скоро получит официальный перевод на русский язык — разработчики уже собрали «все возможные имена» для котиков 15 мин.
Самурайский экшен Onimusha: Way of the Sword выйдет до GTA VI — инсайдер раскрыл дату релиза первой за 20 лет новой игры серии 2 ч.
К взлёту готов: амбициозный авиасимулятор «Корея. Серия Ил-2» получил дату выхода в раннем доступе Steam 3 ч.
«У людей должна быть свобода выбора»: GamesVoice не откажется от русской озвучки Cyberpunk 2077: Phantom Liberty, несмотря на претензии CD Projekt Red 4 ч.
Наш SQL: фанаты MySQL основали фонд OurSQL Foundation, чтобы давить на Oracle 4 ч.
Анонсирована «Смерш: Охотник на волков» — идейная наследница стелс-игр «Смерть шпионам» 14 ч.
Иранские хакеры превратили ChatGPT и Gemini в оружие для кибервойны 18 ч.
Авторы эвакуационного шутера Active Matter показали новый геймплей под аккомпанемент советского рок-хита «На заре» 19 ч.
GamesVoice анонсировала сбор средств на русскую озвучку Cyberpunk 2077: Phantom Liberty, но CDPR это не понравилось 20 ч.
Microsoft перевела GitHub Copilot с подписки на оплату за токены — пользователи недовольны 24 ч.
Hyperion Research: объём мирового рынка НРС в 2025 году превысил $70 млрд, но темп роста замедлился 5 мин.
ADATA представила решение TRUSTA AI Scaler Extended Memory Solution для расширения памяти в ИИ-системах 10 мин.
Выбираем электронику к лету вместе с партнёрами 3DNews 29 мин.
Nvidia представила процессор RTX Spark для Windows-ноутбуков — 20 ядер Arm и мощная графика RTX Blackwell 31 мин.
Планшет Blackview MEGA 5 и умные очки BV200 поступили в продажу 33 мин.
Nvidia расписала будущее процессоров RTX Spark для мобильных и настольных ПК до 2030 года 2 ч.
Apple собралась захватить рынок умных очков по проверенному сценарию Apple Watch 2 ч.
Intel раскрыла детали серверного ИИ-ускорителя Crescent Island — до 350 Вт и 480 Гбайт LPDDR5X 2 ч.
Ampere Computing: экстремальная жара в мире потребует больше энергии, повышения эффективности вычислений и сокращения количества ЦОД 3 ч.
РТК-ЦОД разворачивает в своих дата-центрах высокоскоростной защищенный Wi-Fi от «Ростелеком» 3 ч.