科学家最新研究让光“更智能”

作者:傅文婧 来源:东方网

【编者按】据介绍,这种快速、高效节能的功能性光电器件可以应用于安全检查、医疗影像、智能驾驶、艺术品鉴赏和卫星图像处理等领域,与现有解决方案相比,其占用空间更小,能耗更低、成本更低。

  东方网记者傅文婧3月3日报道:在机场或车站过安检时,如果客流众多难免会在“刷脸”或“开箱”时大排长龙。假如安保人员能够戴上光学眼镜,通过轻松识别海量人脸信息进行智能安全检查,这样快捷简便的出行体验是不是很令人期待?上海理工大学顾敏院士团队公布最新研究成果,光的智能化将让这一场景的实现成为可能。

  3月3日,上理工未来光学实验室人工智能纳米光子学中心顾敏院士团队在《光:科学与应用》(Light: Science and applications)杂志上发表高水平论文“CMOS集成纳米打印高神经元密度近红外推理感知器”(Nanoprinted high-neuron-density optical linear perceptrons performing near-infrared inference on a CMOS chip),在纳米加工技术领域提出了全光推理全息纳米结构研究方案。研究工作得到上海张江国家自主创新示范区专项发展资金重大项目资助。

  如今,通过人脸识别解锁智能手机已是生活日常,然而大众很少会了解这背后是一个耗时耗能的过程:首先由传感器收集人脸光学信息并将其发送到计算机中的神经网络,视觉信息通过电子硬件转化为电子信息后再显示画面信息。而顾敏团队创新研究出一种紧凑型光学衍射神经网络的新概念,这种光学衍射神经网络可以进行全光推理并可与商用CMOS传感器直接集成。也就是说,这一技术省略了传统的由光到电的转换过程,让光学信息处理直接在光域内完成。

  据介绍,这种快速、高效节能的功能性光电器件可以应用于安全检查、医疗影像、智能驾驶、艺术品鉴赏和卫星图像处理等领域,与现有解决方案相比,其占用空间更小,能耗更低、成本更低。

  据论文第一作者、团队核心研究人员Elena Goi博士介绍:“我们利用纳米打印的可见光和近红外波段的推理感知器的计算能力上限为400 ExaFLOPS,与毫米波、微波等波段运行的衍射设备和集成光子硬件相比,每秒操作数量增加3到5个数量级。”

  “采用超分辨3D纳米加工技术,我们可以将AI光学器件直接集成到现有的成像传感器中。”顾敏院士表示,“这相当于在成像传感器上放置量身定制的、针对特定任务的智能眼镜,可以在检测到传入的光学信息之前对这些信息进行处理。”