Inteligência na Borda: Chip de luz integra detecção e computação

Redação do Site Inovação Tecnológica - 02/07/2024

O novo chip de computação de detecção fotônica inteligente pode processar, transmitir e reconstruir imagens de uma cena em nanossegundos.
[Imagem: Wei Wu/Tsinghua University]

Matriz computacional paralela óptica

Um novo chip de detecção inteligente conseguiu processar, transmitir e reconstruir imagens de uma cena em nanossegundos. O truque é simples: Fazer tudo usando luz, sem precisar ficar traduzindo as informações entre eletrônicas e ópticas.

Este avanço abre as portas para o processamento de imagens em velocidade extremamente alta, beneficiando aplicações de visão de máquina, visão robótica, inspeção industrial e inúmeros outros usos envolvendo a inteligência artificial, como a direção autônoma de veículos.

O chip deverá beneficiar particularmente a computação na borda, que executa tarefas intensivas de computação, como processamento e análise de imagens, em dispositivos locais, incluindo aqueles da internet das coisas, ajudando-a a dar corpo a um novo conceito, a "inteligência na borda", que prevê a adição de capacidades de análise e tomada de decisão orientadas por inteligência artificial em dispositivos com baixo consumo de energia.

A melhoria não foi simplesmente resultado de melhorias no chip, mas representa um autêntico salto de qualidade no modo como unifica duas plataformas diferentes, a microeletrônica atual, com a mais futurística computação fotônica, baseada em luz, criando o que a equipe chama de uma "matriz computacional paralela óptica".

"A captura, processamento e análise de imagens para tarefas baseadas na borda, como direção autônoma, estão atualmente limitadas a velocidades de milissegundos devido à necessidade de conversões ópticas para eletrônicas," disse o professor Lu Fang, da Universidade Tsinghua, na China. "Nosso novo chip pode realizar todos esses processos em apenas nanossegundos, mantendo-os todos no domínio óptico. Isso poderá ser usado para melhorar significativamente, ou mesmo substituir, a arquitetura tradicional de aquisição de sensores seguida de pós-processamento de IA."

O chip foi usado para demonstrar uma rede neural óptica que integra percepção, computação e reconstrução de imagens.
[Imagem: Wei Wu et al. - 10.1364/OPTICA.516241]

Inteligência na borda

O chip alcançou uma largura de banda de processamento de até cem bilhões de píxeis e um tempo de resposta de apenas 6 nanossegundos, o que é cerca de seis ordens de magnitude (10⁶) mais rápido do que os métodos atuais.

A equipe também usou o chip para criar uma rede neural óptica que integra percepção, computação e reconstrução de imagens.

"O chip e a rede neural óptica podem aumentar a eficiência do processamento de cenas complexas na inspeção industrial e ajudar a avançar a tecnologia de robôs inteligentes para um nível mais alto de inteligência cognitiva," disse o pesquisador Wei Wu. "Acreditamos que isso também poderá revolucionar a inteligência na borda".

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