Chip basati sulla luce per robot più smart

2 ore fa 1

Robot che apprendono in tempo reale mentre si muovono: è la nuova frontiera della robotica che potrebbe migliorare le tecnologie di guida autonoma. Il sistema, descritto sulla rivista Optica, si basa su chip fotonici, vale a dire che utilizzano la luce, invece che di elettroni, per elaborare, trasmettere e memorizzare le informazioni. Tra i vantaggi un apprendimento e un processo decisionale più rapidi e la possibilità di gestire grandi quantità di dati con consumi ridotti.

"Le reti neurali a impulso utilizzano brevi impulsi ottici per mimare le reti neurali naturali, ma in genere - osserva Shuiying Xiang della Xidian University in Cina, a capo del teams - possono elaborare solo le parti lineari del calcolo utilizzando la luce. In precedenza, infatti, i passaggi non lineari, che rendono possibili l'apprendimento e il processo decisionale, richiedevano che il segnale venisse riconvertito in segnali elettronici riducendo così i vantaggi in termini di velocità ed energia della fotonica".

Il nuovo dispositivo è invece programmabile su larga scala ed esegue calcoli sia lineari che non lineari nel dominio ottico. Il sistema, affermano i ricercatori, è composto da due chip. Il primo unisce l'intelligenza artificiale ispirata al cervello umano (neuromorfica) con le tecnologie basate sulla luce (fotonica) a 16 canali con 272 parametri addestrabili, che gli conferisce la capacità di elaborare più flussi di segnali ottici contemporaneamente e di regolare numerose connessioni attraverso l'apprendimento. Il secondo è un chip contenente un array laser a feedback cioè ha una configurazione avanzata in grado di generare picchi di luce non lineari con una soglia di attivazione molto bassa. Per testarne le capacità sono stati creati modelli addestrati globalmente nel software, poi sui chip stessi e infine perfezionati nel software. Gli esperimenti hanno dimostrato che le decisioni hardware erano quasi altrettanto accurate del software da solo attestando che i chip hanno riprodotto fedelmente e in tempo reale il comportamento della rete addestrata tramite software.