به گزارش ثریا هوش مصنوعی(AI) نقش مهمی در بسیاری از سیستمها، از پیشبینی کننده متن در تلفنهای هوشمند تا تشخیصهای پزشکی ایفا میکند. بسیاری از سیستمهای هوش مصنوعی با الهام از مغز انسان براساس شبکههای عصبی مصنوعی ساخته میشوند. شبکه عصبی مصنوعی معادلهای الکتریکی نورونهای بیولوژیکی هستند که به هم متصل میشوند و با مجموعهای از دادههای شناخته شده مانند تصاویر آموزش داده میشوند و سپس برای شناسایی یا طبقهبندی دادههای جدید مورد استفاده قرار میگیرند.
در شبکههای عصبی سنتی که برای تشخیص تصویر استفاده میشوند، تصویر شی مورد نظر ابتدا بر روی یک حسگر تصویر، مانند دوربین دیجیتال تلفن هوشمند، شکل میگیرد. سپس، حسگر تصویر، نور را به سیگنالهای الکتریکی و در نهایت به دادههای باینری تبدیل میکند که میتواند با استفاده از تراشههای کامپیوتری پردازش، تجزیه و تحلیل، ذخیره و طبقهبندی شود. سرعت بخشیدن به این تواناییها برای بهبود تعداد زیادی از کاربردها، مانند تشخیص چهره، تشخیص خودکار متن در عکسها، یا کمک به ماشینهای خودران در تشخیص موانع، ضروری است.
در حالی که یک تراشه با فناوری طبقهبندی تصاویر در سطح فعلی میتواند میلیاردها محاسبات در ثانیه انجام دهد و برای اکثر کاربردها به اندازه کافی سریع است اما طبقهبندی تصاویر پیچیدهتر مانند شناسایی اجسام متحرک، شناسایی اشیاء سهبعدی یا طبقهبندی سلولهای میکروسکوپی در بدن، توانایی و محدودیتهای محاسباتی قویترین فناوریها را حتی تحت فشار قرار میدهد.
برای رفع این محدودیت، مهندسان دانشگاه پنسیلوانیا اولین تراشه مقیاسپذیر را ایجاد کردهاند که تصاویر را تقریباً بلافاصله طبقهبندی و شناسایی میکند. "فیروز افلاطونی"، دانشیار مهندسی برق و سیستمها، به همراه "فرشید آشتیانی"، دانشجوی فوقدکتری و "الکساندر جیرز"(Alexander J. Geers)، دانشجوی کارشناسی ارشد، چهار علل اصلی زمانبر شدن محاسبات در تراشههای رایانهای سنتی را حذف کردند. این موارد شامل تبدیل سیگنالهای نوری به الکتریکی، نیاز به تبدیل دادههای ورودی به فرمت باینری، یک ماژول حافظه بزرگ و محاسبات مبتنی بر زمان بود.
آنها از طریق پردازش مستقیم نور دریافتی از شی با استفاده از یک شبکه عصبی عمیق نوری که بر روی یک تراشه ۹.۳ میلیمتر مربعی پیادهسازی شده است به این امر دست یافتند.
این مطالعه که در مجله "نیچر"(Nature) منتشر شده است، توضیح میدهد که چگونه بسیاری از سلولهای عصبی نوری تراشه با استفاده از سیمهای نوری یا "موجبرها"(waveguides) به هم متصل میشوند تا شبکهای عمیق از بسیاری از "لایههای عصبی"(neuron layers) که شبیه به مغز انسان هستند را تشکیل دهند. اطلاعات از لایههای شبکه عبور میکند و هر مرحله به طبقهبندی تصویر ورودی در یکی از دستههای آموخته شده کمک میکند. در مطالعه محققان، تصاویری که تراشه طبقهبندی کرد، تصویری از کاراکترهای رسم شده به صورت دستی و حروف مانند بود.
درست مانند شبکه عصبی در مغز ما، این شبکه عمیق به گونهای طراحی شده که امکان پردازش سریع اطلاعات را فراهم میکند. محققان نشان دادند که تراشه آنها میتواند در نصف نانوثانیه، یک طبقهبندی کامل تصویر را به انجام برساند. این میزان معادل زمانی است که تراشههای رایانهای دیجیتال سنتی در آن یک مرحله محاسباتی خود را به انجام میرسانند.
"افلاطونی" میگوید: تراشه ما اطلاعات را از طریق آنچه ما "محاسبه به واسطه انتشار "(computation-by-propagation) مینامیم پردازش میکند، به این معنی که بر خلاف سیستمهای مبتنی بر زمان، محاسبات با انتشار نور از طریق تراشه انجام میشود. ما همچنین از مرحله تبدیل سیگنالهای نوری به سیگنالهای الکتریکی صرفنظر میکنیم، زیرا تراشه ما میتواند سیگنالهای نوری را مستقیماً بخواند و پردازش کند، و هر دوی این تغییرات، تراشه ما را به فناوری بسیار سریعتری تبدیل میکند.
توانایی این تراشه برای پردازش سیگنالهای نوری به طور مستقیم بر مزایای آن میافزاید.
"آشتیانی" میگوید: وقتی تراشههای رایانهای فعلی سیگنالهای الکتریکی را پردازش میکنند، اغلب آنها را از طریق یک واحد پردازش گرافیکی یا GPU اجرا میکنند که فضا و انرژی اشغال میکند. تراشه ما نیازی به ذخیره اطلاعات نداشته و نیاز به داشتن یک واحد حافظه بزرگ را از بین میبرد.
"افلاطونی" میگوید: با حذف واحد حافظهای که تصاویر را ذخیره میکند، امنیت دادهها را نیز افزایش میدهیم. با تراشههایی که مستقیماً دادههای تصویر را میخوانند، نیازی به ذخیرهسازی عکس نیست و در نتیجه نشت دادهها رخ نمیدهد.
تراشهای که اطلاعات را با سرعت نور میخواند و درجات بالاتری از امنیت سایبری را فراهم میکند، بدون شک در بسیاری از زمینهها کاربرد خواهد داشت. این یکی از دلایلی است که تحقیقات در مورد این فناوری در چند سال گذشته افزایش یافته است.
"گیرز" میگوید: ما اولین کسانی نیستیم که فناوری ارائه کردیم که سیگنالهای نوری را مستقیماً میخواند، اما اولین کسانی هستیم که یک سیستم کامل را در یک تراشه ایجاد میکنیم که هم با فناوریهای موجود سازگار است و هم برای کار با دادههای پیچیدهتر مقیاسپذیر است.
این تراشه، با طراحی شبکه عمیق خود، نیاز به آموزش برای یادگیری و طبقهبندی مجموعه دادههای جدید، مشابه نحوه یادگیری انسان دارد. هنگامی که یک مجموعه داده معین ارائه میشود، شبکه عمیق اطلاعات را دریافت میکند و آنها را در دستههایی که پیشتر آموخته، طبقهبندی میکند.
مهندسان میتوانند با افزودن لایههای عصبی بیشتر مقیاس آن را افزایش دهند و به تراشه امکان بررسی تصاویر پیچیدهتر با وضوح بالاتر را بدهند.
"افلاطونی" میگوید: آن چه که واقعاً در مورد این فناوری جالب است این است که میتواند کاری بسیار بیشتر از طبقهبندی تصاویر انجام دهد. ما میدانیم که چگونه انواع دادهها را به دامنه الکتریکی تبدیل کنیم. تصاویر، صدا، گفتار و بسیاری از انواع دادههای دیگر. اکنون، میتوانیم انواع دادههای مختلف را به دامنه نوری تبدیل کنیم که تقریباً بلافاصله با استفاده از این فناوری پردازش میشوند.
او ادامه میدهد: برای درک اینکه این تراشه با چه سرعتی میتواند اطلاعات را پردازش کند، یک نرخ فریم(frame rate) معمولی فیلمها را تصور کنید. یک فیلم با سرعت بین ۲۴ تا ۱۲۰ فریم در ثانیه پخش میشود. در حالی که این تراشه میتواند نزدیک به دو میلیارد فریم در ثانیه را پردازش کند! ما اکنون برای مواردی که نیاز به محاسبات بسیار سریع دارند، راه حلی داریم و بسیاری از کاربردهای آن ممکن است در این لحظه قابل درک نباشند.
منبع: خبرگزاری ایسنا
بازسازی چهره زن عراقی ۷۵ هزار ساله با اسکن سه بعدی+عکس
سونی برای آدمها کولر همراه ساخت+عکس
بی ام و وانت اتوماتیک ضدخش تولید کرد+عکس
زیباترین کهکشان مارپیچی که با تسکوپهای آماتوری هم دیده میشود+عکس
اسپاتیفای یکی از قابلیتهای خود را بیخبر پولی کرد
فشارهای اتحادیه اروپا عملکرد اپل را تغییر داد
چینیها از کپی تسلا رونمایی کردند+عکس
جزئیات هوش مصنوعی آیفون فاش شد
ظاهر عجیب جدیدترین خودروی فراری با یک موتور ۱۲ سیلندر+عکس
دمای عجیب و غریب این سیاره گازی در فضا ثبت شد
۸۰۰۰ هزار سال پیش چگونه انسانهای اولیه به این غار تاریک در فرانسه رفتند
ناسا یک پیام از فضا در نزدیکی زمین دریافت کرد
سحابی خوش آب و رنگ کله ماهی در فضا ثبت شد+عکس
دستور ساخت جت ۱۰۰ نفره در ایران صادر شد
نقشه آبی زمین پس از نیم قرن دوباره کشیده شد+عکس
اقدامات وزارت بهداشت برای افزایش امید و انگیزه دستیاران پزشکی
به تشکلهای دانشجویی گرنت اعطا میشود
۷۵ دانشگاه ایرانی در میان برترینهای آسیا در رتبهبندی تایمز
نشست «سواد بصری در مد و لباس» برگزار میشود
اولین نکوداشت روانشناسان رضوی برگزار می شود
پذیرش دانشجوی دکتری در پژوهشگاهها قانونی است
جزییات برگزاری کنکور مجدد برای داوطلبان سیل زده اعلام شد
کتاب چشمها تنها برای دیدن نیستند منتشر شد
رمان اجتماعی معمایی آفرودیت در نمایشگاه کتاب عرضه میشود
انتشار وضعیت فرهنگی ایران در پیمایش ارزشهای جهانی
آدرخش و رقص فانتومها در نمایشگاه کتاب طنین میاندازد
مهلت ثبت نام پذیرش بدون آزمون کارشناسی ارشد پیام نور تمدید شد
ترقی در علم و دانش کشور مرهون تلاش معلمان و سنگربانان تعلیم و تربیت است
حمایت دانشگاه علوم پزشکی شیراز از بیماران مبتلا به به سلیاک
انتخاب عضو هیات علمی دانشگاه محقق اردبیلی به عنوان استاد نمونه کشوری
رئیس جهاد دانشگاهی کشور وارد گلستان شد
طرح پایش و ارتقای سلامت اعضای جهاد دانشگاهی سلامت محور است
بررسی تاریخ ایران در چهار سده نخستین پس از اسلام
حمایت ۳۷ میلیارد تومانی از طرحهای حوزه اینترنت کوانتومی
کسب رتبه دوم در بین شرکت های بورسی و افزایش فروش و تولید در داروسازی دانا
هدیه ۲ میلیونی وزیر آموزش و پرورش به حساب معلمان واریز شد
جذب امریه سربازی در سازمان جهاد دانشگاهی خواجه نصیر
۱۷۰ دانشجوی نخبه امروز به عمره مفرده اعزام میشوند
کلید اولیه نوبت اول کنکور سراسری سال ۱۴۰۳ منتشر شد
بازبینی مصوبه افزایش ۲۰ درصدی ظرفیت پزشکی شورایعالی انقلاب فرهنگی
جنگنده رادارگریز سوخو ۷۵ روسیه به ایران میآید؟
خودروی جدید که شبیه گربهها ساخته شده است+عکس
خودروهای ایرانی چشم کرهشمالی را گرفت+عکس
بازبینی مصوبه افزایش ۲۰ درصدی ظرفیت پزشکی شورایعالی انقلاب فرهنگی
تمدید مهلت ثبتنام در جشنواره علمی - پژوهشی پژوهشسراهای دانشآموزی
خدمات رایگان دندانپزشکی برای دانشآموزان ۶ تا ۱۴ ساله روستایی
موافقت با افزایش حقالزحمه ساعت اضافه تدریس معلمان
دیدار جمعی از معلمان با رهبر انقلاب در روز چهارشنبه
تصویب نقشه راه اجراییسازی سند تحول بنیادین آموزش و پرورش
کشف ۸ هزار و ۳۰ نفر دانش آموزان بازمانده از تحصیل در استان اصفهان
طحاننظیف: قانون اساسی به کلاسهای درس برده شود
احداث ۵ دهکده جامع ورزشی/ جذب نخبگان در دانشگاه فرهنگیان
تعلیق بودجه دانشگاه فرانسوی به دلیل حمایت از فلسطین
اعزام دو کاروان از دانشجویان بنیاد نخبگان به عمره آغاز شد
حمله خشونتآمیز پلیس نیویورک به دانشجویان حامی فلسطین در کلمبیا
آیین بزرگداشت مقام معلم در دانشگاه اصفهان برگزار شد
ثبتنام پشت کنکوریها جهت ترمیم نمره آغاز شد
دانشگاهیان کشور باید با شبکهسازی به جنبش دانشجویان جهان بپیوندند
برگزاری بیست و دومین نشست شورای عالی اتحادیه دانشگاهها و مراکز پژوهشی ساحلی و دریایی
آزمون مجدد برای کنکوریهای زیرکوه ۲۱ اردیبهشت برگزار میشود
چند دستگاه هیوندای کونا وارد ایران شد+عکس
موشک سنگین آنگارا-آ۵ با موفقیت پرتاب شد+عکس
ستاره نوترونی مرده در کهکشان به صورت ناگهانی زنده شد+عکس
سلاح قدیمی و کوچک اوکراینیها که روسیه را زمین گیر کرد+عکس
سوخوهای روسی که قرار بود به ایران بیایند کجا رفتند؟
تعرفه وحشتناک جیمیل با هوش مصنوعی اعلام شد
علم حکمی؛ لازمه دستیابی به تمدن نوین اسلامی
بازگشت سونی اکسپریا به یک طراحی جدید+عکس
مسئله جدی امروز، زیستجهان مدرن است که راه مقابله فرهنگی با آن، تعامل بیشتر با جوانان است
ناسا به صورت تصادفی مریخ را بمباران کرد
ویژگیهای خاص ساعت گران قیمت گواردیولا+عکس
این پهپاد ایرانی به دشمنان فرصت فرار نمیدهد+عکس
داوطلبان متقلب دستگاههای جاسوسی پیشرفته داشتند/احتمال محرومیت تا ۵ سال
فراخوان ثبت پرسشنامه در بانک اطلاعاتی ابزارهای سنجش سلامت و کیفیت زندگی
دستگیری ۲۵ نفر از داوطلبان متقلب کنکور/ حدود ۱۲ درصد داوطلبان غایب بودند
پذیرش دانشجوی دکتری تخصصی در پژوهشگاه اقیانوسشناسی
برای نگهداشت حرمت معلم بکوشیم
واریزهدیه روز معلم به حساب فرهنگیان؛ امشب/ پرداخت معوقات حقالتدریسها تا ۲ هفته دیگر
چاپ کتابی درباره سکوت و پایبندی در آثار آلبر کامو
مجموعه دفتر یادداشت روزانه داستایوفسکی به چاپ چهارم رسید
بازگشت سونی اکسپریا به یک طراحی جدید+عکس
همه اجساد در خاک این شهر تجزیه نمیشود و سالم میماند+عکس
سوخوهای روسی که قرار بود به ایران بیایند کجا رفتند؟
این پهپاد ایرانی به دشمنان فرصت فرار نمیدهد+عکس
نکته عجیبی که در تلویزیون ۴K هواوی خبرساز شد
سلاح قدیمی و کوچک اوکراینیها که روسیه را زمین گیر کرد+عکس
چند دستگاه هیوندای کونا وارد ایران شد+عکس
دستور ساخت جت ۱۰۰ نفره در ایران صادر شد
نقشه آبی زمین پس از نیم قرن دوباره کشیده شد+عکس
رونمایی از برادر فیدلیتی هیبریدی در دو مدل پنج و هفت نفره+عکس
هشدار اپل درباره این حرکت اشتباه هنگام شارژ آیفون
ویژگیهای خاص ساعت گران قیمت گواردیولا+عکس
رونمایی از موتور ۶ سیلندر ۴۰۰۰ سیسی ساخته محققان ایرانی+عکس
تغییرات غافل گیرکننده در iOS ۱۸ در راه است
موتور آمونیاک سوز تویوتا با قدرت بیشتر و آلایندگی کمتر
ملاقات ستاره دنباله دار با ماه و مشتری و اورانوس+عکس
تعرفه وحشتناک جیمیل با هوش مصنوعی اعلام شد
گوگل جایگزین یورگن کلوپ سرمربی لیورپول میشود
گشودن مقبره فراعنه مساوی با مرگ حتمی؟
ستاره نوترونی مرده در کهکشان به صورت ناگهانی زنده شد+عکس
پیکسل 8a گوگل برای گوشی سامسونگ شاخ و شانه کشید
نخبه ۱۲ ساله ایرانی در انجمن هوش مصنوعی شروع به کار کرد+عکس
داخل ساختمانهای عجیب با علامت X در چین چه خبر است؟ +عکس
سحابی خوش آب و رنگ کله ماهی در فضا ثبت شد+عکس
سونی برای آدمها کولر همراه ساخت+عکس
خودروهای ایرانی چشم کرهشمالی را گرفت+عکس
بی ام و وانت اتوماتیک ضدخش تولید کرد+عکس
برچسب جدیدی که خودرو را در تابستان ۱۰ درجه خنکتر میکند+عکس
فرصت انتخاب رشته داوطلبان آزمون دکتری سال ۱۴۰۳ دوباره تمدید شد
ایمیل حمایتی روسای دانشگاههای ایران به دانشگاههای آمریکا
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.