p Hoje, o aprendizado de máquina permeia a vida cotidiana, com milhões de usuários todos os dias desbloqueando seus telefones por meio de reconhecimento facial ou passando por verificações de segurança automatizadas habilitadas para IA em aeroportos e estações de trem. Essas tarefas são possíveis graças a sensores que coletam informações ópticas e as alimentam para uma rede neural em um computador. p Cientistas na China apresentaram um novo circuito óptico de IA em nanoescala treinado para realizar inferência totalmente óptica sem alimentação na velocidade da luz para soluções de autenticação aprimoradas. Combinando dispositivos ópticos inteligentes com sensores de imagem, o sistema executa funções complexas facilmente, atingir uma densidade neural igual a 1/400 da do cérebro humano e um poder computacional mais de 10 ordens de magnitude maior do que os processadores eletrônicos.

p Imagine capacitar os sensores em dispositivos do dia-a-dia para executar funções de inteligência artificial sem um computador - tão simplesmente quanto colocar óculos neles. Os perceptrons holográficos integrados desenvolvidos pela equipe de pesquisa da Universidade de Xangai para Ciência e Tecnologia liderada pelo Professor Min Gu, um membro estrangeiro da Academia Chinesa de Engenharia, pode tornar isso uma realidade. No futuro, espera-se que sua densidade neural seja 10 vezes maior que a do cérebro humano.

p Como funciona

p Tradicionalmente, as informações visuais são traduzidas em informações eletrônicas, que é então processado por hardware que consome muita energia. A tecnologia desenvolvida pela equipe do professor Gu pula esta etapa de tradução e processa as informações ópticas diretamente e sem usar nenhum poder.

p Elena Goi, o primeiro autor do artigo publicado e um membro-chave da equipe do Prof Gu, disse que o processamento de informações ópticas é possibilitado por nanofabricação de última geração.

p "Ao empregar tecnologia de nanofabricação 3-D de alta precisão, somos capazes de adicionar elementos ópticos de IA aos sensores de imagem padrão da indústria. Isso é comparável a colocar sob medida, óculos inteligentes para tarefas específicas nos sensores de imagem, que processam as informações ópticas de entrada antes mesmo de serem detectadas. "

p Impacto

p Usando uma tecnologia de nanoprinting a laser 3-D de última geração, os pesquisadores fabricaram perceptrons ópticos com uma densidade de neurônios de mais de 500 milhões de neurônios por centímetro quadrado. O tamanho do recurso em nanoescala desses elementos ópticos inteligentes empurra o limite superior para o poder computacional para os decodificadores nanimpressos está em 400 ExaFLOPS (10 ¹⁸ FLOPS, operações flutuantes por segundo), um aumento nas operações por segundo de cinco ordens de magnitude em comparação com o hardware fotônico integrado.

p Ao imprimir os perceptrons diretamente nos chips de imagem CMOS, Goi disse, é possível realizar circuitos ópticos de IA, que não apenas superam os métodos ópticos atuais, mas mostram o potencial de aplicação em uma ampla gama de campos de verificação de segurança, diagnósticos médicos, direção automática, processamento de imagem de satélite, etc.

p De acordo com o professor Gu, esta tecnologia irá permitir uma nova família de eficiência energética, Dispositivos de borda habilitados para AI para processamento de informações ópticas. Isso é de particular importância para aplicações onde o consumo de energia é crítico ou a conectividade de dados é limitada, por exemplo, dispositivos de detecção inteligente em áreas remotas ou sensores inteligentes para implantação de longo prazo.