Технология ускорит обучение автономных систем и снизит энергопотребление вычислений, уверены исследователи из Сидяньского университета в Китае.
Разработка основана на фотонных спайковых нейронных сетях, которые имитируют работу биологических нейронов. В таких системах сигналы передаются в виде коротких световых импульсов, распространяющихся по фотонным схемам значительно быстрее электрических.
Как пояснил руководитель исследования Шуйин Сян, ранее подобные системы могли выполнять с помощью света только линейные вычисления, а операции, необходимые для обучения нейросетей, требовали преобразования сигналов обратно в электронную форму. Новый подход позволяет выполнять и линейные, и нелинейные вычисления полностью в оптической среде.
Прототип платформы включает 16-канальный фотонный нейроморфный процессор с 272 обучаемыми параметрами, а также лазерный модуль, генерирующий нелинейные световые импульсы.
Систему протестировали с помощью метода обучения с подкреплением на задачах балансировки шеста на движущейся тележке и стабилизации перевернутого маятника. Точность аппаратной реализации снизилась лишь на 1,5% и 2% соответственно.
По словам авторов, такие фотонные чипы можно использовать в автономных системах, например, в беспилотниках и роботах, которым требуется быстрое обучение при низком энергопотреблении.