Сегодня 30 сентября 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 🔥
Google Play внедрил подписки с оплатой по факту использования — теперь не придётся оплачивать ИИ впрок 24 мин.
Grokipedia Илона Маска внезапно ожила после месяцев без обновлений 2 ч.
Orion soft представил собственный протокол доставки виртуальных рабочих столов и приложений в обновлении Termit 4 ч.
OpenAI своими новыми функциями бросила вызов традиционной модели магазинов приложений 5 ч.
Журналисты раскрыли новые скриншоты и подробности GTA VI — животный мир, переработанная погода из RDR 2 и думскроллинг 6 ч.
Cloud.ru разместит второй выпуск биржевых облигаций объёмом не менее 10 млрд рублей 13 ч.
Платформа NVIDIA Open Agent Safety Platform обеспечит безопасное использование ИИ-агентов — от тестирования до развёртывания 13 ч.
На OpenAI подали в суд за взлом Hugging Face и игнорирование рисков автономного ИИ 13 ч.
OpenAI бросила вызов Microsoft — ChatGPT получил свой пакет офисных приложений 14 ч.
OpenAI отвязала Codex от компьютера разработчика — ИИ получил постоянные облачные рабочие пространства 14 ч.
Россияне стали покупать меньше смартфонов — Redmi лидирует в штуках, а Samsung впервые обошла Apple по деньгам 27 мин.
Учёные нащупали источник загадочных рентгеновских вспышек из глубин Вселенной — две мёртвые звезды столкнулись 43 мин.
Роботы-доставщики в России получили свои ПДД — до 25 км/ч по велодорожке и не больше 10 км/ч по тротуару 2 ч.
Всего за два месяца Apple может забрать четверть рынка складных смартфонов с iPhone Duo 2 ч.
Anthropic признала опасную зависимость от Amazon и Google — они одновременно являются её покупателями, продавцами и конкурентами 2 ч.
Вышел вычислительный модуль Walnut Pi CM2 — альтернатива Raspberry Pi CM5 на платформе Allwinner 4 ч.
Лондонцам завезут тепло от ЦОД — на баржах и по трубам 4 ч.
OpenAI вышла на годовой объём выручки $70 млрд и собирается привлечь ещё $30 млрд до IPO 5 ч.
Американские ИИ-гиганты в присутствии Трампа договорились о саморегулировании в области безопасности 6 ч.
Gigabyte выпустила Micro-ATX-плату B760M Aorus Ari WiFi6E в аниме-дизайне, с поддержкой графики PCIe 5.0 и DDR4 9 ч.