Сегодня 10 ноября 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.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про технологии и рынок it

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Двойная жизнь, полицейские облавы и запретная любовь: анонсирована Beholder 4 16 мин.
Календарь релизов 9–15 ноября: Warhammer Survivors, Dreadmoor и Casualties: Unknown 9 ч.
Meta представила Muse Ember — дешёвую ИИ-модель для армии автономных агентов 10 ч.
Rockstar и PlayStation устроят в Майами фестиваль «безостановочной музыки» от звёзд саундтрека GTA VI 11 ч.
Apple начала продавать дополнительные запросы к ИИ за $50 — тем, кому подписки Creator Studio недостаточно 13 ч.
ЕС захотел встроить в сервисы Google, Meta и TikTok выключатель функций, вызывающих цифровую зависимость 13 ч.
«Абеляр, расчисти мой календарь»: трейлер с датой релиза Warhammer 40,000: Dark Heresy приятно удивил игроков 13 ч.
Эксклюзивы PlayStation вернулись: Sony стала маркировать главные игры PS5 знаком PlayStation Exclusive 14 ч.
Instagram с помощью ИИ вычислит «миллионы подростков» по всему миру — даже если они притворяются взрослыми 15 ч.
Тернус решил ускорить разработку ПО Apple — для этого придётся ослабить контроль 18 ч.
Суперкомпьютер МГУ получил российскую СХД на процессорах Baikal-S 8 ч.
Дженсен Хуанг потерял за день миллиарды долларов на фоне скандала — акции Nvidia рухнули 8 ч.
Новая статья: Обзор Netcraze Titan SE (NC-4210): маршрутизатор, DSL-модем и твердотельный NAS в одном флаконе 9 ч.
Samsung наконец запускает производство чипов в США — первые чипы для Tesla выпустят уже в этом году 10 ч.
В пятницу 13-го SpaceX впервые попытается поймать обе половинки мегаракеты Starship 10 ч.
Любовно-шпионский скандал вокруг главы Nvidia обрастает китайскими связями — в истории всплыл след Alibaba 11 ч.
Google представила ИИ-ускорители TPU 8tx и TPU 8i Max 12 ч.
Amazon не сдалась после провала Astro и готовит нового домашнего робота 12 ч.
Sony представила особую версию PlayStation Portal с увеличенной памятью и жёсткой привязкой к региону 12 ч.
Китай вступился за Дженсена Хуанга и назвал шпионский скандал клеветой 14 ч.