China presenta un chip de computación fotónica inteligente

Recientemente, investigadores en China han introducido un chip de computación fotónica inteligente capaz de procesar cien mil millones de píxeles en tan sólo 6 nanosegundos. Vale la pena destacar que, este innovador desarrollo promete revolucionar el procesamiento de imágenes de alta velocidad y proporcionar importantes beneficios para aplicaciones de inteligencia de borde (IA de borde), como la conducción autónoma, la inspección industrial y así mismo, la visión robótica.

Chip de computación fotónica inteligente ¡descubra aquí de lo que es capaz!

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El chip fotónico, descrito en el estudio publicado en Optica, se conoce como chip de matriz computacional paralela óptica (OPCA). El mismo, cuenta con un ancho de banda de procesamiento de hasta cien mil millones de píxeles y un tiempo de respuesta de tan sólo 6 nanosegundos.

Esta velocidad es alrededor de seis órdenes de magnitud más rápida que los métodos actuales de procesamiento de imágenes, que habitualmente se limitan a velocidades de nivel de milisegundos debido a la necesidad de conversiones ópticas a electrónicas.

La necesidad de velocidad de la informática de punta

La computación de borde, que implica llevar a cabo tareas informáticas intensivas como el procesamiento y análisis de imágenes en dispositivos locales, se encuentra evolucionando hacia la inteligencia de borde con la integración de la Inteligencia Artificial (IA). Sin embargo, es de acotar que la tecnología actual enfrenta desafíos importantes.

Según Lu Fang de la Universidad de Tsinghua, “La captura, procesamiento y análisis de imágenes para tareas basadas en el borde, como la conducción autónoma, está actualmente limitada a velocidades de milisegundos debido a la necesidad de conversiones ópticas a electrónicas”.

El nuevo chip de matriz computacional paralela óptica (OPCA) evita esta limitación al llevar a cabo todos los procesos en el dominio óptico, mejorando drásticamente la velocidad y al mismo tiempo, la eficiencia.

Ante todo esto, cabe hacerse la pregunta; ¿cómo funciona el chip?

Los sistemas tradicionales de visión artificial se encuentran limitados por la necesidad de convertir datos ópticos en señales eléctricas para su procesamiento, un proceso que ralentiza la velocidad y así mismo, limita la capacidad. El chip OPCA supera estas limitaciones manteniendo todo el procesamiento dentro del dominio óptico.

Este innovador chip de computación fotónica inteligente, usa una serie de resonadores anulares para transformar directamente una imagen óptica en una señal de luz coherente que tiene la capacidad de poder procesarse en el chip. Un conjunto de microlentes enfoca la imagen en el chip, lo que permite la creación de una red neuronal óptica completa.

Vale la pena destacar que, este diseño permite acoplar señales de luz moduladas en una guía de ondas óptica de gran ancho de banda, lo que mejora significativamente la eficiencia y el rendimiento generales.

¿Qué es lo que sigue?

Las aplicaciones potenciales del chip OPCA son amplias y variadas. Wei Wu, coautor del artículo, señaló que el chip y la red neuronal óptica podrían aumentar la eficiencia del procesamiento de escenas complejas en la inspección industrial y así mismo, ayudar a avanzar la tecnología de robots inteligentes a un mayor nivel de inteligencia cognitiva.

Los investigadores demostraron las capacidades del chip usándolo para clasificar imágenes escritas a mano y llevar a cabo convolución de imágenes, lo que indica su potencial para aplicaciones generalizadas.

Es de resaltar que, de cara al futuro, el equipo de investigación se encuentra trabajando para optimizar el chip OPCA para mejorar todavía más el rendimiento computacional y alinearlo más estrechamente con escenarios del mundo real.

Su objetivo es optimizar el chip para aplicaciones informáticas de vanguardia y aumentar su capacidad de procesamiento para manejar tareas inteligentes más complejas y realistas. Disminuir el factor de forma del chip también es una prioridad para facilitar el uso práctico.

Lu Fang manifestó su esperanza de que la visión artificial se mejore progresivamente para que sea más rápida y más eficiente energéticamente mediante el uso de la luz para efectuar tanto detección como computación.