Сегодня 08 марта 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 🔥
Microsoft заявила, что хакеры теперь используют ИИ на всех этапах кибератак 52 мин.
Новая статья: 30 лет Resident Evil — юбилейное путешествие по играм серии. Часть 2 2 ч.
Новая статья: Gamesblender № 766: «возвращение» CS:GO, успехи Resident Evil Requiem и ПК без эксклюзивов Sony 2 ч.
OpenAI отложила запуск «режима для взрослых» в ChatGPT — нужно решить проблему определения возраста 4 ч.
Mozilla готовит масштабный редизайн Firefox с кодовым именем Nova — вот как это будет выглядеть 9 ч.
Энтузиаст превратил Sony PlayStation 5 в игровой ПК под Linux и запустил на ней GTA V 13 ч.
X начала тестировать «рекламу без рекламы» — рекомендации брендов прямо под постами 13 ч.
Anthropic запустила  маркетплейс приложений, построенных на её ИИ-моделях — по примеру Amazon 19 ч.
OpenAI представила ИИ-агента Codex Security, который сам находит и закрывает «дыры» в ПО 19 ч.
Новая статья: Resident Evil Requiem — два шага вперёд, три назад. Рецензия 07-03 00:03
Представлены первые полностью китайские потребительские SSD с PCIe 5.0 — YMTC PC550 со скоростью до 10,5 Гбайт/с 45 мин.
Oracle и OpenAI передумали расширять флагманский ИИ ЦОД Stargate в Техасе, чем может воспользоваться Meta 3 ч.
640 Кбайт хватит для ИИ: микроконтроллеры STM32U3B5/C5 со сверхнизким энергопотреблением могут работать даже без батарей 4 ч.
Хранение данных на ДНК в дата-центрах уже в текущем году — французы готовы сделать фантастику реальностью 4 ч.
В России создали прототип квантовой оперативной памяти — для компьютеров, радаров и телескопов невероятной чувствительности 11 ч.
Спутник «Экспресс-АТ1» объявлен потерянным после загадочной аварии — тысячи россиян остались без «Триколора» 11 ч.
DJI заплатила $30 000 пользователю, случайно взломавшему 7000 роботов-пылесосов Romo 13 ч.
Valve отложила Steam Machine: вместо запуска в «начале 2026 года» теперь расплывчатое «надеемся начать поставки в 2026-м» 14 ч.
Китайские производители чипов призвали власти создать «китайскую ASML» 14 ч.
Анонсирован смартфон Realme C83 5G с батареей на 7000 мА·ч, прочным корпусом и ценой от $145 14 ч.