Сегодня 25 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 🔥
Meta позволит создавать игры с помощью ИИ прямо на смартфоне 2 ч.
Google Chrome научился запоминать, на каком месте остановился пользователь, при синхронизации вкладок на устройствах 2 ч.
Вышел трейлер документального фильма «Маск» — в нём миллиардер представлен властолюбивым негодяем 3 ч.
«Это будет самая долгая неделя в истории»: Bandai Namco взбудоражила фанатов драматичным 16-минутным вступлением Ace Combat 8: Wings of Theve 8 ч.
Годовой темп выручки китайской DeepSeek за пару месяцев взлетел вдвое и достиг $1 млрд 10 ч.
Control Resonant стартовала в Steam с «очень положительными» отзывами, а GamesVoice открыла сбор средств на русскую озвучку игры 11 ч.
Rockstar выпустит коллекционное издание GTA VI за $400 без GTA VI в комплекте 11 ч.
Бывший дизайнер Starfield объяснил, почему Starfield 2 никогда не выйдет 12 ч.
Owlcat отложила релиз и раскрыла новые детали аддона «Процессия Проклятых» для Warhammer 40,000: Rogue Trader 13 ч.
Анонсирован безумный экшен в духе Metal Gear Rising: Revengeance, но с танком в главной роли — трейлер и первые подробности Slam Tank 14 ч.
Новая статья: Обзор телевизора Samsung 65R95H: невероятный цветовой охват и никакого выгорания 7 ч.
Microsoft похоронила бренд Copilot+ PC — новые Surface лишились этой маркировки, и это не случайность 8 ч.
Утечка раскрыла дизайн и характеристики грядущих наушников Nothing Headphone (1) Pro 8 ч.
Razer выпустила 300-долларовую веб-камеру Kiyo V2 Pro с 4K@60FPS для стримеров и блогеров 9 ч.
Thermal Grizzly выпустила водоблок СЖО, совместимый с грядущими процессорами Intel Nova Lake-S 10 ч.
Crusoe подписала соглашение с Thinking Machines Lab на $65 млн о предоставлении услуг инференса 10 ч.
Свежие данные телескопа «Уэбб» намекнули на большие проблемы с поиском самых первых звёзд во Вселенной 10 ч.
Роботакси Waymo намотали 436 млн км без водителей — аварий с пострадавшими оказалось на 82 % меньше, чем у людей 11 ч.
Logitech представила реинкарнацию легендарного микрофона Blue Yeti: с датчиком приближения, ИИ-шумоподавлением, АРУ и цветным дисплеем 12 ч.
Американской Micron могут запретить поставлять DDR5 в США — Netlist добилась расследования USITC 12 ч.