一種以光速運(yùn)行的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

加利福尼亞大學(xué)的一個(gè)研究小組開發(fā)了一種新型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) - 一種使用光而不是電來獲得結(jié)果的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。在他們發(fā)表在“ 科學(xué) ”雜志上的論文中，該小組描述了他們的想法，他們的工作設(shè)備，性能以及他們認(rèn)為可以通過這樣一個(gè)網(wǎng)絡(luò)提供的應(yīng)用類型。

深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)是通過查看數(shù)據(jù)類型的許多示例來“學(xué)習(xí)”的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，然后使用開發(fā)的模式來解釋新數(shù)據(jù)。像所有其他計(jì)算機(jī)一樣，它們依靠電力運(yùn)行。在這項(xiàng)新的努力中，研究人員已經(jīng)找到了一種方法來創(chuàng)建一個(gè)完全不使用電力的深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò) - 而是使用光。他們稱之為衍射深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，或者更簡(jiǎn)潔地稱為D 2 NN。

為了建立這樣一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，研究人員創(chuàng)建了使用3D打印機(jī)打印的小塑料板。每個(gè)板代表一層虛擬神經(jīng)元 - 每個(gè)神經(jīng)元通過傳輸或反射入射光可以表現(xiàn)得像它的生物對(duì)應(yīng)物。在他們的例子中，他們使用了五個(gè)面對(duì)面排列的板，它們之間有一個(gè)小空間。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，來自激光器的光被引導(dǎo)到第一個(gè)板，并以揭示放置在設(shè)備前面的物體的信息的方式進(jìn)入第二個(gè)，第三個(gè)，第四個(gè)和第五個(gè)板。后面的傳感器讀取光線并解釋發(fā)現(xiàn)的內(nèi)容。

為了測(cè)試他們的想法，研究人員選擇創(chuàng)建一個(gè)能夠識(shí)別零到九的數(shù)字的物理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，然后報(bào)告它發(fā)現(xiàn)的內(nèi)容。在實(shí)踐中，系統(tǒng)在顯示器上顯示一個(gè)數(shù)字，并通過識(shí)別數(shù)字然后使用傳感器顯示它來響應(yīng)。系統(tǒng)輸入了55,000張已掃描的數(shù)字圖像。這個(gè)學(xué)習(xí)階段需要使用電力因?yàn)樗跒橄到y(tǒng)提供數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。在通過顯示數(shù)千個(gè)數(shù)字來測(cè)試他們的系統(tǒng)時(shí)，研究人員報(bào)告稱它的準(zhǔn)確度大約為95%。他們注意到他們的設(shè)備是概念的證明，可以證明它是一種有用的手段，可以為需要速度的應(yīng)用程序開發(fā)專用設(shè)備，例如從一群活躍的人群中挑選面孔。