ملخصات الأبحاث

مُسرِّع فوتوني للشبكات العصبية البصرية يعمل بسرعة 11 تريليون عملية في الثانية

.X. Xu et al

  • Published online:

الشبكات العصبية الالتفافية هي شبكاتٌ مستوحاة من أنظمة القشرة البصرية لدى الكائنات الحية. وتُعَد هذه الشبكات فئةً فعَّالة من الشبكات العصبية الاصطناعية، قادرة على استخلاص السمات الهرمية للبيانات الأولية، بما يقلل من مدى تعقيد مُعامِلات المسائل الحوسبية إلى حد بعيد، ومن ثم تعزز دقة التوقعات. ولهذه الشبكات أهميةٌ كبيرة في مهام تعلُّم الآلة، ومنها المهام المتصلة بالرؤية الحاسوبية، والتعرُّف على الكلام، وممارسة الألعاب اللوحية، والتشخيص الطبي. كما يبدو أنَّ الشبكات العصبية البصرية ستكون قادرةً على زيادة سرعة الحوسبة زيادةً هائلة، اعتمادًا على طاقاتها الاستيعابية الكبيرة المتاحة لنقل البيانات.

وفي هذا البحث المنشور، يستعرض الباحثون مُسرِّعًا التفافيًّا بصريًّا متعدد الاستخدامات، يعمل على مصفوفات أحادية البُعد، بسرعةٍ تتجاوز 10 تريليونات (1012) عملية في الثانية، مُجْريًا بذلك عمليات التفاف على صورٍ تبلغ دقتها 250 ألف بكسل، أي كبيرة بما يكفي لتطبيقات التعرف على الوجوه من الصور.

ويستخدم الباحثون المُسرِّع نفسه لتكوين شبكةٍ عصبية التفافية بصرية متسلسلة، تحوي عشر عُقَد عصبية للمُخرَجات، تتمكن بها من التعرف بنجاح على صور الأرقام المكتوبة بخط اليد، بدقةٍ تبلغ 88%. وتعتمد نتائج الباحثين على إحداث تداخلٍ فيما بين الأبعاد الزمنية والمكانية، وأبعاد الطول الموجي بالتناوب في الوقت نفسه، وهو ما يتيحه مصدر مسح ميكروي متكامل للترددات.

ويمكن التوسُّع في الأخذ بهذا النهج، وتدريبه بحيث يمكن الاستعانة به في شبكاتٍ أكثر تعقيدًا، من أجل الاستفادة منه في التطبيقات الصعبة، مثل المركبات ذاتية القيادة، والتعرف الآني على مقاطع الفيديو.