This post is also available in:
English (אנגלית)
חוקרים באוניברסיטת צינגואה בסין פיתחו שבב פוטוני חדש שמעבד, מעביר ומשחזר תמונות תוך ננו-שניות ספורות בלבד בכך שהוא מדלג על המרת נתונים אופטיים לאלקטרוניים בה משתמשים שבבים קונבנציונליים.
"ראיית מכונה" הוא תחום מתפתח בו מצלמות, חיישנים ואלגוריתמים עובדים יחד כדי להבין את העולם סביבם ולבצע משימות ספציפיות. עד כה, הטכנולוגיה הסתמכה על העברת נתונים אלה על פני מרחקים ארוכים כדי לנתח ולקבל את התגובה המתאימה להם, אבל העולם כיום נע במהירות ודורש שהנתונים יעובדו על המכשיר (כלומר מחשוב קצה) כדי לסייע בקבלת החלטות מהירה יותר.
לו פאנג, פרופסור במחלקה להנדסת אלקטרוניקה באוניברסיטת צינגואה הסביר כי הצמיחה של התקני קצה (כמו סמארטפונים, מכוניות חכמות, מחשבים ניידים ועוד) הביאה לצמיחה אדירה של נתוני תמונה הדורשים עיבוד, שידור ותצוגה – "אנו פועלים לקידום ראיית מכונה על ידי שילוב של חישה ומחשוב בתחום האופטי".
"לכידה, עיבוד וניתוח של תמונות עבור משימות מבוססות קצה כגון נהיגה אוטונומית מוגבלת כיום למהירויות של מילי-שניות בשל הצורך בהמרות אופטיות לאלקטרוניות", הסביר פאנג. כיום, כדי שמחשבים יבינו את הנתונים, יש להמיר את התמונות שנלכדו על ידי מכשירי ראיית המכונה מטבען האופטי לגרסאות אלקטרוניות.
לפי Interesting Engineering, כדי לפתור בעיה זו, צוות המחקר בנה שבב OPCA (optical parallel computational array) עם מערך חישה-מחשוב שנעשה באמצעות תהודה טבעת, עיצוב המאפשר לשבב הפוטוני להמיר תמונה אופטית לייצוג דו-ממדי של עוצמת האור שלו, ואתו ניתן להנחות על השבב באמצעות מערך מיקרו-עדשה. לשבב יש רוחב פס עיבוד של עד מאה מיליארד פיקסלים וזמן תגובה של שש ננושניות בלבד.
מאחר שהנתונים מעובדים כאותות אור, החוקרים השתמשו בהם כדי לפתח רשת עצבית אופטית ולפרוס אותה למשימות סיווג המבוצעות בדרך כלל "בקצה".
צוות המחקר השתמש בשבב לסיווג תמונה של תמונות מצוירות ביד וקונבולוציית תמונה כדי להדגים כיצד השבב עובד. הם חולקים כי בעתיד, הם שואפים להגדיל את השבב ולשפר את יכולת העיבוד של הרשת העצבית כדי לקרב אותו לשימוש מסחרי.
