Используются звуковые волны для фотонного машинного обучения

18:40, Апрель 19, 2024 Использование звуковых волн для фотонного машинного обучения: исследование закладывает основу для реконфигурируемых нейроморфных строительных блоков. Оптические нейронные сети могут обеспечить высокоскоростное решение большой емкости, необходимое для решения сложных вычислительных задач. Однако для полного раскрытия их потенциала потребуются дальнейшие успехи. Одной из проблем является возможность реконфигурации оптических нейронных сетей. Исследовательская группа Стиллера в Институте науки о свете Макса Планка в сотрудничестве с исследовательской группой Энглунда в Массачусетском технологическом институте теперь преуспела в том, чтобы заложить основу для новых реконфигурируемых нейроморфных строительных блоков, добавив новый измерение фотонного машинного обучения: звуковые волны. Их выводы опубликованы в журнале Nature Communications. Исследователи используют свет для создания временных акустических волн в оптическом волокне . Звуковые волны, генерируемые таким образом, могут, например, обеспечить повторяющуюся функциональность в телекоммуникационном оптическом волокне, что важно для интерпретации контекстной информации, такой как язык. Искусственный интеллект сейчас стал обычным явлением и помогает нам решать повседневные задачи. Языковые модели, такие как ChatGPT, способны создавать естественно сформулированные тексты и структурировать абзацы, что помогает нам сократить административные накладные расходы. Обратной стороной являются огромные потребности в энергии, а это означает, что по мере развития этим интеллектуальным устройствам потребуются новые решения для ускорения обработки сигналов и снижения энергопотребления. Нейронные сети могут стать основой искусственного интеллекта. Их создание в виде оптических нейронных сетей, основанных на свете, а не на электрических сигналах, обещает обработку больших объемов данных на высоких скоростях и с высокой энергоэффективностью. Однако на сегодняшний день многие экспериментальные подходы к реализации оптических нейронных сетей основаны на фиксированных компонентах и ​​устойчивых устройствах. Теперь международная исследовательская группа под руководством Биргит Стиллер из Института науки о свете Макса Планка в сотрудничестве с Дирком Инглундом из Массачусетского технологического института нашла способ создавать реконфигурируемые строительные блоки на основе звуковых волн для фотонного машинного обучения. В своем экспериментальном подходе исследователи используют тонкие оптические волокна, которые уже используются во всем мире для быстрого подключения к Интернету. Ключом к изобретению является создание с помощью света бегущих звуковых волн, которые управляют последующими вычислительными этапами оптической нейронной сети. Оптическая информация обрабатывается и соотносится с акустическими волнами. Звуковые волны имеют гораздо большее время передачи, чем оптический информационный поток. Поэтому они дольше остаются в оптическом волокне и могут быть поочередно связаны с каждым последующим этапом обработки. Уникальность этого процесса заключается в том, что он полностью контролируется светом и не требует сложных конструкций и преобразователей. «Я очень рад, что мы приступили к этому новому направлению исследований, новаторски используя звуковые волны для управления оптическими нейронными сетями. Результаты наших исследований могут послужить толчком к разработке новых строительных блоков для новых архитектур фотонных вычислений», — говорит Доктор Биргит Стиллер, руководитель исследовательской группы квантовой оптоакустики. Первым строительным блоком, экспериментально продемонстрированным командой, является рекуррентный оператор — технология, широко используемая в области рекуррентных нейронных сетей. Он позволяет связать ряд вычислительных шагов и, следовательно, обеспечивает контекст для каждого отдельного выполняемого шага расчета. Например, в человеческом языке порядок слов может определять значение предложения. Например, два предложения «Она решила исследовать проблему» и «Она решила бросить вызов исследованию» состоят из одних и тех же слов, но имеют разное значение. Это происходит из-за разных контекстов, создаваемых порядком слов. Традиционная полностью подключенная нейронная сеть на компьютере сталкивается с трудностями при захвате контекста, поскольку ей требуется доступ к памяти. Чтобы решить эту проблему, нейронные сети были оснащены повторяющимися операциями, которые активируют внутреннюю память и способны захватывать контекстную информацию. Хотя эти рекуррентные нейронные сети легко реализовать в цифровом виде, аналогичная реализация в оптике является сложной задачей, и до сих пор для обеспечения памяти использовались искусственные полости. Теперь исследователи использовали звуковые волны для реализации рекуррентного оператора. В результате оптоакустический рекуррентный оператор (OREO) использует внутренние свойства оптического волновода без необходимости использования искусственного резервуара или новых конструкций. Преимущество OREO состоит в том, что он полностью контролируется оптически, что позволяет программировать оптоакустический компьютер на основе импульса за импульсом. Например, исследователи впервые использовали это для оптической реализации рекуррентного отсева — метода регулирования, который ранее использовался только для повышения производительности цифровых рекуррентных нейронных сетей. OREO использовался для распознавания до 27 различных шаблонов, демонстрируя свою способность обрабатывать контекст. «Полностью оптическое управление OREO — это мощная функция. Особенно возможность программировать систему на импульсной основе дает несколько дополнительных степеней свободы. Использование звуковых волн для фотонного машинного обучения нарушает статус-кво, и я очень хочу увидеть, как эта область будет развиваться в будущем», — говорит Стивен Беккер, аспирант лаборатории Стиллера. В будущем использование звуковых волн для оптических нейронных сетей может открыть новый класс оптических нейроморфных вычислений, которые можно будет спонтанно реконфигурировать и которые позволят осуществлять крупномасштабные вычисления в памяти в нынешней телекоммуникационной сети. Кроме того, от этого подхода могут выиграть встроенные реализации оптических нейронных сетей, которые можно реализовать в фотонных волноводах без дополнительного электронного управления. «Фотонное машинное обучение может иметь огромный потенциал для параллельной обработки информации и энергоэффективных операций. Добавление акустических волн может способствовать этому начинанию с помощью полностью оптически управляемого и простого в использовании набора инструментов», — говорит доктор Биргит Стиллер....

Используются звуковые волны для продвижения микроробота по узким трубам Команда инженеров-роботов и акустиков из Института робототехники и интеллектуальных систем Цюриха и Института теоретической физики Центра мягких нанонаук Вестфальского университета Вильгельма в Мюнстере разработала микроробота, который может перемещаться по узким трубкам с помощью звуковых …

Наука и Технологии 04:20, Сентябрь 23, 2023 | android-robot.com

Нахождение комфортной температуры с помощью машинного обучения Люди, работавшие в большом здании, вероятно, сталкивались с тем, что на рабочем месте им было слишком жарко или слишком холодно. Регулирование температуры в таких зданиях важно как для обеспечения комфорта тех, кто использует пространство, так и для максимизации энергоэффективности здания. …

Software 22:00, Январь 26, 2024 | android-robot.com

Разработан фреймворк машинного обучения, который кодирует изображения, как сетчатка Исследователи EPFL разработали подход машинного обучения для сжатия данных изображений с большей точностью, чем методы вычислений без обучения, с применением для имплантатов сетчатки и других сенсорных протезов. Основной проблемой разработки более совершенных нейронных протезов является се …

Наука и Технологии 07:40, Февраль 12, 2024 | android-robot.com

Новая методика LiGO ускоряет обучение больших моделей машинного обучения Не секрет, что ChatGPT от OpenAI обладает невероятными возможностями — например, чат-бот может писать стихи, напоминающие шекспировские сонеты, или отлаживать код для компьютерной программы. Эти возможности стали возможными благодаря массивной модели машинного обучения, на которой построен …

Интернет и Игры 01:50, Март 23, 2023 | android-robot.com

Виртуальная лаборатория открывает возможности машинного обучения для понимания многообещающего класса квантовых материалов Томас Эдисон испытал сотни материалов и тысячи раз потерпел неудачу, прежде чем обнаружил, что карбонизированная хлопковая нить долго и ярко горит в лампе накаливания. Эксперименты часто требуют много времени (команда Эдисона потратила 14 месяцев) и дорого (выигрышная комбинация стоила око …

Hardware 05:10, Июнь 25, 2023 | android-robot.com

Дроны используются для защиты ветряных турбин от льда Влажные и холодные условия – враги энергии ветра. Если на лопастях ротора образуется слой льда, это может привести к дисбалансу вращения и, следовательно, к повышенному износу. В таких случаях турбины часто приходится останавливать на несколько дней, что приводит к огромным потерям операто …

Наука и Технологии 15:20, Декабрь 4, 2023 | android-robot.com

Видео курс «Волны Вульфа» — Бесплатно Выкладываю Видео курс «Волны Вульфа» абсолютно Бесплатно! Курс уже очень давно создан, его больше не продаем так же давно, паттерн Волны Вульфа / Wolfe Waves работает по сей день и при умелом его использовании, дает хорошую прибыльность. Всего в курсе 20 видео уроков и индикатор …

Forex 21:40, Март 9, 2024 | strategy4you.ru

Гравитационные волны помогут изучать нейтронные звёзды Структуру и состав космических объектов можно вычислить по генерируемым колебаниям. Исследователи гравитационных волн в Университете Бирмингема (Великобритания) обнаружили, что гравитационные волны могут изучаться для получения информации о структуре и составе нейтронных звезд, сообщает жу …

Наука 01:20, Декабрь 13, 2023 | versiya.info

Океанские волны: стайлеры для ухода за волосами Beurer из серии Ocean Сезон отпусков в самом разгаре, поэтому Beurer предлагает отличное решение для тех, кто собрался покорять моря и океаны. Конечно, немецкий бренд не забыл и о тех, кто пока не может совершить заветное паломничество к пальмам и теплому песочку. Итак, представляем вашему вниманию гаджеты для …

Наука и Технологии 07:50, Июль 8, 2023 | digimedia.ru

Представлено эффективное решение для сервисов машинного зрения 6G Профессор Чонхо Квак с кафедры электротехники и компьютерных наук DGIST разработал модель обучения и технологию оптимизации ресурсов, которая сочетает в себе точность и эффективность для услуг машинного зрения 6G. Ожидается, что эта технология будет использоваться для решения задач высоког …

Software 14:30, Апрель 2, 2024 | android-robot.com

ЭКБ Ростеха заменит импортные аналоги в приборах машинного зрения и радиолокации Перспективная электронная компонентная база (ЭКБ), разработанная предприятиями холдинга «Росэлектроника» госкорпорации Ростех, заменит импортные аналоги в приборах авиации, радиолокации и машинного зрения, сообщили в пресс-службе госкорпорации. Как говорится в сообщении, «Росэлектрон …

Новости 10:20, Апрель 24, 2024 | vz.ru

Открыт алгоритм для увеличения скорости обучения искусственного интеллекта Ученые из Tinkoff Research открыли алгоритм для увеличения скорости обучения искусственного интеллекта в 20 раз. Ученые из лаборатории исследований искусственного интеллекта (ИИ) Tinkoff Research открыли новый алгоритм для обучения ИИ. Новый метод, названный SAC-RND[1], обучает роботов в 2 …

Интернет и Игры 02:00, Август 11, 2023 | android-robot.com

Минобороны Великобритании: Россия пытается избежать новой волны мобилизации перед выборами, вербуя на войну иностранцев Российские власти пытаются пополнить ряды вооруженных сил, вербуя для участия в войне граждан соседних стран, пишет в своем ежедневном обзоре Минобороны Великобритании. Британская военная разведка приводит несколько соответствующих примеров. В частности, в Армении и Казахстане были замечен …

Новости 12:40, Сентябрь 3, 2023 | meduza.io

Разрабатывается более быстрый и дешевый способ обучения больших языковых моделей Команда из Стэнфорда разработала Sophia — новый способ оптимизации предварительной подготовки больших языковых моделей, который в два раза быстрее существующих подходов. ChatGPT и другие приложения, основанные на больших языковых моделях (LLM), получают широкое распространение и привлекают …

Интернет и Игры 08:50, Июль 28, 2023 | android-robot.com

Прогрессивные подходы к обучению персонала в российском бизнесе: от геймификации до социального обучения Инновационные методы обучения в российских компаниях В современном мире требования к обучению персонала постоянно возрастают. Российские компании активно внедряют инновационные методы и технологии обучения, чтобы повысить эффективность процесса подготовки сотрудников и их квалификации. Это …

Наука и Технологии 20:50, Ноябрь 26, 2023 | astera.ru

Московские ученые разработали принципы стандартизации датасетов для обучения искусственного интеллекта в медицине Разработчики обучают нейросети самостоятельно находить патологии на лучевых исследованиях пациентов с помощью датасетов — наборов обезличенных рентгенологических снимков с признаками тех или иных заболеваний. Об этом сообщила Анастасия Ракова, заместитель Мэра Москвы по вопросам социальног …

Software 00:10, Июль 8, 2023 | android-robot.com