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上海理工大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)光學(xué)新成果讓傳感器更智能

時(shí)間:2021-03-05 17:29:39來源:上海理工大

導(dǎo)語:?機(jī)場和車站的安保人員不用守在大型安檢機(jī)旁工作,而是戴著輕便的光學(xué)眼鏡就能識別出海量的人臉信息,進(jìn)行智能安全檢查,乘客們也不用擠在一起“刷臉”“開箱”,這樣快捷簡便的場景令人期待。上理工有這樣一個(gè)團(tuán)隊(duì),他們正致力于用光的智能化來構(gòu)筑美好生活,讓這一場景距離現(xiàn)實(shí)又近了一步。

  3月3日,上理工未來光學(xué)實(shí)驗(yàn)室人工智能納米光子學(xué)中心顧敏院士團(tuán)隊(duì)在《光:科學(xué)與應(yīng)用》(Light: Science and applications)雜志上發(fā)表高水平論文“CMOS集成納米打印高神經(jīng)元密度近紅外推理感知器”(Nanoprinted high-neuron-density optical linear perceptrons performing near-infrared inference on a CMOS chip),在納米加工技術(shù)領(lǐng)域提出了全光推理全息納米結(jié)構(gòu)研究方案。

  如今,通過人臉識別解鎖智能手機(jī)已是生活日常,然而大眾很少會(huì)了解這背后是一個(gè)耗時(shí)耗能的過程:首先由傳感器收集人臉光學(xué)信息并將其發(fā)送到計(jì)算機(jī)中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),視覺信息通過電子硬件轉(zhuǎn)化為電子信息后再顯示畫面信息。而顧敏團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新研究出一種緊湊型光學(xué)衍射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的新概念,這種光學(xué)衍射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以進(jìn)行全光推理并可與商用CMOS傳感器直接集成。也就是說,這一技術(shù)省略了傳統(tǒng)的由光到電的轉(zhuǎn)換過程,讓光學(xué)信息處理直接在光域內(nèi)完成?焖、高效節(jié)能的功能性光電器件可以應(yīng)用于安全檢查、醫(yī)療影像、智能駕駛、藝術(shù)品鑒賞和衛(wèi)星圖像處理等領(lǐng)域,與現(xiàn)有解決方案相比,其占用空間更小,能耗更低、成本更低。

  “我們利用納米打印的可見光和近紅外波段的推理感知器的計(jì)算能力上限為400 ExaFLOPS(每秒浮動(dòng)操作為1018 FLOPS),與毫米波、微波等波段運(yùn)行的衍射設(shè)備和集成光子硬件相比,每秒操作數(shù)量增加3到5個(gè)數(shù)量級!闭撐牡谝蛔髡、團(tuán)隊(duì)核心研究人員Elena Goi博士談道。

  “采用超分辨3D納米加工技術(shù),我們可以將AI光學(xué)器件直接集成到現(xiàn)有的成像傳感器中,這相當(dāng)于在成像傳感器上放置量身定制的、針對特定任務(wù)的智能眼鏡,可以在檢測到傳入的光學(xué)信息之前對這些信息進(jìn)行處理!鳖櫭粼菏拷榻B說。

  這項(xiàng)研究工作得到上海張江國家自主創(chuàng)新示范區(qū)專項(xiàng)發(fā)展資金重大項(xiàng)目資助。

Elena Goi博士做實(shí)驗(yàn)

Elena Goi博士做實(shí)驗(yàn)

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