基于光的計(jì)算的進(jìn)步展示了未來智能相機(jī)的功能

開發(fā)下一代計(jì)算技術(shù)的研究人員旨在為該領(lǐng)域帶來一些光明。光學(xué)計(jì)算依賴于稱為光子的光粒子，預(yù)計(jì)將成為傳統(tǒng)電子方法的替代方案。這樣的系統(tǒng)——或者也保留電子部件的混合系統(tǒng)的基于光的組件——可以更快、消耗更少的能量，并且通過同步、并行處理更有效地計(jì)算視覺信息。

迄今為止，光學(xué)計(jì)算在實(shí)現(xiàn)非線性響應(yīng)方面面臨著限制，這意味著產(chǎn)生的信號(hào)與輸入不成正比。非線性使得包括人工智能在內(nèi)的通用計(jì)算應(yīng)用成為可能。

正在開發(fā)的非線性材料和設(shè)備需要大量的光才能工作。以前，這需要僅在電磁頻譜窄帶內(nèi)工作的高功率激光器;隨著時(shí)間的推移吸收光線，使處理速度變慢;或者使用低能效材料，這些材料吸收大量光線，但妨礙了需要光效率或透明度的應(yīng)用。

現(xiàn)在，加州大學(xué)洛杉磯分校加州納米系統(tǒng)研究所 (CNSI) 成員最近的一項(xiàng)合作研究推出了一種克服這些障礙的設(shè)備。

CNSI 研究人員表明，微小的透明像素陣列可以通過低功率環(huán)境光產(chǎn)生快速、寬帶、非線性響應(yīng)，這是向處理視覺信息的光學(xué)計(jì)算邁出的重要一步。該團(tuán)隊(duì)還演示了一個(gè)應(yīng)用程序，將他們的設(shè)備與智能手機(jī)攝像頭結(jié)合起來，以減少圖像中的眩光。該研究發(fā)表在《自然通訊》上。

“光學(xué)非線性遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于我們視覺計(jì)算應(yīng)用的需求，”共同通訊作者、加州大學(xué)洛杉磯分校薩穆埃利工程學(xué)院工程創(chuàng)新教授艾多根·奧茲坎 (Aydogan Ozcan) 說。 “我們需要低功耗、寬帶、低損耗和快速非線性的光學(xué)系統(tǒng)來滿足我們的視覺計(jì)算需求。這項(xiàng)工作有助于填補(bǔ)這一空白。”

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