這一新技術令單位計算能力比電子高10多個數量級，未來神經元密度有望達到人腦的10倍。
在未來，機場和車站安保人員不用站在大型的安檢機旁，而是戴著輕便的光學眼鏡就能識別出海量的人臉信息，進行智能安全檢查。上海理工大學有這樣一個團隊，他們正致力于用光的智能化來改變生活，讓這一科幻場景距離現實又近了一步。
3月3日，上理工人工智能納米光子學中心顧敏院士團隊在《光：科學與應用》雜志上發表高水平論文“CMOS集成納米打印高神經元密度近紅外推理感知器”，在納米加工技術領域提出了全光推理全息納米結構研究方案。
光學推理示意圖。
如今，通過人臉識別解鎖智能手機已是生活日常，然而大眾很少了解這背后是一個耗時耗能的過程：首先由傳感器收集人臉光學信息并將其發送到計算機中的神經網絡，視覺信息通過電子硬件轉化為電子信息后再顯示畫面信息。而顧敏團隊創新研究出一種緊湊型光學衍射神經網絡的新概念，這種光學衍射神經網絡可以進行全光推理并可與商用CMOS傳感器直接集成。也就是說，這一技術省略了傳統的由光到電的轉換過程，讓光學信息處理直接在光域內完成，神經元密度相當于人腦的1/400，單位計算能力比電子高10多個數量級，未來神經元密度有望達到人腦的10倍。此技術將為人工智能光電器件集成芯片化鋪平道路，快速、高效節能的功能性光電器件可以應用于安全檢查、醫療影像、智能駕駛、藝術品鑒賞和衛星圖像處理等領域。與現有解決方案相比，其占用空間更小，能耗更低、成本更低。
艾麗娜博士（左一）在做科學研究。
“我們利用納米打印的可見光和近紅外波段的推理感知器的計算能力上限為400 ExaFLOPS（每秒浮動操作為1018 FLOPS），與毫米波、微波等波段運行的衍射設備和集成光子硬件相比，每秒操作數量增加3到5個數量級。”論文第一作者、團隊核心研究人員艾麗娜博士談道。“采用超分辨3D納米加工技術，我們可以將AI光學器件直接集成到現有的成像傳感器中，這相當于在成像傳感器上放置量身定制的、針對特定任務的智能眼鏡，可以在檢測到傳入的光學信息之前對這些信息進行處理。”顧敏院士介紹說。
這項研究工作得到上海張江國家自主創新示范區專項發展資金重大項目資助。
來源：上觀新聞 記者：李蕾
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