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澳科学家发明光驱动电子芯片实现更智能AI (2021-03)

来自于澳大利亚墨尔本的研究人员研发了一种由光驱动的人工智能技术,该技术将成像、处理、机器学习和内存集成在一个光驱动的电子芯片中。

该技术原型是通过模仿人脑处理视觉信息的方式来缩小人工智能技术与人类操作的差距。

随着技术发展,光驱动原型可以实现更智能的自主技术运用,例如无人机和机器人技术,以及智能可穿戴设备和仿生植入物,例如人造视网膜。

这项研究由位于墨尔本的皇家墨尔本理工大学(RMIT)大学领导,包括来自澳大利亚、美国和中国研究人员组成的国际团队将成果发表在《先进材料》(Advanced Materials)杂志上。

来自RMIT的首席研究员Sumeet Walia教授说,该原型提供了类似于大脑的功能。

Walia教授说:“我们的新技术通过将多个组件和功能整合到一个平台中,从根本上提高了效率和准确性。”

“这使我们更接近于一台自然界最大的“计算机”或多功能AI设备——人脑。”

“我们的目标是通过将视觉作为记忆来复制大脑学习的核心特征。”

“我们开发的原型是朝着更好的人机交互技术和可扩展的仿生系统发展。”

纵观全局:先进的人工智能

通常,人工智能依赖软件和异地数据处理系统。新的原型旨在将电子硬件和智能集成在一起,以进行快速的现场决策。

“想象一下与我们的神经启发硬件集成在一起的新型汽车,这意味着它(汽车)可以识别灯光、信号和物体并做出即时决策,而不必连接到互联网。”

“通过将所有功能整合到一个芯片中,我们可以在自主和AI驱动的决策中提供前所未有的效率和速度。”

该技术基于RMIT团队的早期原型芯片,该芯片使用光来创建和修改内存。

新的内置功能意味着该芯片现在可以捕获并自动增强图像,对数字进行分类,并经过培训可以识别图案和图像,其准确率超过90%。

该设备还易于与现有的电子技术和硅技术兼容,以便将来轻松集成。

预见未来:技术如何操作

该原型受到光遗传学的启发,光遗传学是生物技术中的新兴工具,它使科学家能够以极高的精度深入研究机体的电气系统,并利用光来操纵神经元。AI芯片基于超薄材料“黑色磷”可响应不同波长的光而改变电阻。诸如成像或存储器存储之类的不同功能是通过在芯片上照射不同颜色的光来实现的。

来自RMIT的主要研究人员Taimur Ahmed博士说,基于光的计算比现有技术更快,更准确并且所需的能源更少。

“通过将如此多的核心功能打包到一个紧凑的纳米级设备中,我们可以拓宽将机器学习和将AI集成到较小应用程序中的视野,” Ahmed博士说。

“例如,将我们的芯片与人工视网膜一起使用,将使科学家能够使这新兴技术设备变得轻巧,并提高仿生眼的准确性。”

“我们的原型是朝着电子学的终极方向迈进的重大进步:就像我们人类可以从环境中学习一样,把“大脑”装入芯片一样也可以从环境中学习相关信息。”