استفاده از نویز در محاسبات نوری برای هوش مصنوعی – ScienceDaily

[ad_1]

هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی در حال حاضر به روش های بسیار کوچک اما قدرتمندی بر زندگی ما تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، هوش مصنوعی و اپلیکیشن‌های یادگیری ماشین سرگرمی‌هایی را توصیه می‌کنند که می‌توانیم از طریق سرویس‌های استریم مانند Netflix و Spotify لذت ببریم.

در آینده نزدیک، پیش‌بینی می‌شود که این فناوری‌ها از طریق فعالیت‌هایی مانند رانندگی وسایل نقلیه کاملاً خودمختار، که امکان تحقیقات پیچیده و تسهیل اکتشافات پزشکی را فراهم می‌کند، تأثیر بیشتری بر جامعه بگذارند.

اما کامپیوترهایی که برای هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی استفاده می شوند، به انرژی زیادی نیاز دارند. در حال حاضر، نیاز به قدرت محاسباتی مرتبط با این فناوری‌ها تقریباً هر سه تا چهار ماه دو برابر می‌شود. و مراکز داده رایانش ابری که توسط هوش مصنوعی و برنامه‌های کاربردی یادگیری ماشین در سراسر جهان استفاده می‌شوند، نسبت به برخی از کشورهای کوچک، سالانه برق بیشتری مصرف می‌کنند. به راحتی می توان دریافت که این سطح از مصرف انرژی ناپایدار است.

یک تیم تحقیقاتی به رهبری دانشگاه واشنگتن سخت‌افزار رایانه‌ای نوری جدیدی را برای هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی توسعه داده‌اند که سریع‌تر و بسیار کارآمدتر از وسایل الکترونیکی معمولی است. این مطالعه به چالش دیگری می پردازد – “نویز” ذاتی در محاسبات نوری، که می تواند در دقت محاسبات اختلال ایجاد کند.

در یک سند جدید منتشر شده در 21 ژانویه در دستاوردهای علمی، این تیم یک سیستم محاسباتی نوری برای هوش مصنوعی و یادگیری ماشین نشان می دهد که نه تنها این نویز را کاهش می دهد، بلکه در واقع از بخشی از آن به عنوان ورودی برای کمک به بهبود عملکرد خلاقانه شبکه عصبی مصنوعی در سیستم استفاده می کند.

Changming Wu، نویسنده اصلی، دانشجوی دکترا در UW در مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر، گفت: ما یک کامپیوتر نوری ایجاد کرده‌ایم که سریع‌تر از یک کامپیوتر دیجیتال معمولی است. و همچنین، این کامپیوتر نوری می تواند چیزهای جدیدی را بر اساس ورودی های تصادفی تولید شده توسط نویز نوری ایجاد کند، که اکثر محققان سعی کرده اند از آن اجتناب کنند.

نویز محاسباتی نوری اساساً از ذرات نور پراکنده یا فوتون‌ها ناشی می‌شود که از عملکرد لیزرهای دستگاه و تابش حرارتی پس‌زمینه ناشی می‌شوند. برای مقابله با نویز، محققان هسته محاسباتی نوری خود را به نوع خاصی از شبکه یادگیری ماشینی به نام شبکه متخاصم مولد مرتبط کردند.

این تیم در حال آزمایش چندین تکنیک کاهش نویز است که شامل استفاده از مقداری از نویز تولید شده توسط هسته محاسباتی نوری برای ارائه به عنوان ورودی های تصادفی GAN می شود.

به عنوان مثال، تیم وظیفه GAN را برای یادگیری نحوه نوشتن عدد “7” با دست، همانطور که یکی انجام می دهد، محول کرد. کامپیوتر نوری نمی تواند به سادگی شماره را مطابق با فونت تعیین شده چاپ کند. او باید این کار را مانند یک کودک یاد می گرفت، به الگوهای دست خط بصری نگاه می کرد و تا زمانی که بتواند عدد را به درستی بنویسد، تمرین می کرد. البته، کامپیوتر نوری دست انسان برای نوشتن نداشت، بنابراین شکل «دست خط» آن، تولید تصاویر دیجیتالی است که سبکی مشابه نمونه‌هایی که مورد مطالعه قرار داده است، اما مشابه آن‌ها نیست.

مو لی، نویسنده ارشد، استاد مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر در UW، گفت: به جای آموزش خواندن اعداد دست نویس به شبکه، ما به شبکه آموزش دادیم تا نوشتن اعداد را با تقلید از الگوهای بصری دست خطی که روی آن آموزش دیده بود، یاد بگیرد. ما، با کمک همکاران علوم کامپیوتر دانشگاه دوک خود، همچنین نشان داده‌ایم که GAN می‌تواند اثرات منفی نویز ناشی از سخت‌افزار کامپیوتر نوری را با استفاده از یک الگوریتم یادگیری که در برابر خطاها و نویز مقاوم است، کاهش دهد. علاوه بر این، شبکه در واقع از نویز به عنوان یک ورودی تصادفی استفاده می کند که برای تولید نمونه های خروجی مورد نیاز است.

GAN پس از یادگیری از نسخه‌های خطی عدد هفت، که از مجموعه استانداردی از تصاویر آموزشی هوش مصنوعی است، نوشتن “7” را تا زمانی که توانست با موفقیت انجام دهد، تمرین کرد. در طول مسیر، او سبک متفاوت نوشتاری خود را توسعه داد و می‌توانست اعداد یک تا 10 را در شبیه‌سازی‌های کامپیوتری بنویسد.

مراحل بعدی شامل ساخت این دستگاه در مقیاس بزرگتر با استفاده از فناوری فعلی ساخت نیمه هادی است. بنابراین به جای طراحی نسخه بعدی دستگاه در یک آزمایشگاه، تیم قصد دارد از یک ریخته گری نیمه هادی صنعتی برای دستیابی به فناوری وافل استفاده کند. یک دستگاه بزرگتر بهره وری را بیشتر می کند و به تیم تحقیقاتی اجازه می دهد تا کارهای پیچیده تری را فراتر از تولید دست خط انجام دهند، مانند ایجاد آثار هنری و حتی فیلم.

این سیستم نوری یک معماری سخت‌افزاری کامپیوتری است که می‌تواند خلاقیت شبکه‌های عصبی مصنوعی مورد استفاده در هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی را بهبود بخشد، اما مهمتر از آن، قابلیت زنده بودن این سیستم را در مقیاس بزرگ نشان می‌دهد، جایی که می‌توان نویز و خطاها را کاهش داد. لی گفت، حتی استفاده کرد. برنامه های کاربردی هوش مصنوعی به قدری سریع در حال رشد هستند که مصرف انرژی آنها در آینده ناپایدار خواهد بود. این فناوری این پتانسیل را دارد که با ایجاد پایداری زیست محیطی هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی – و بسیار سریع و در عین حال دستیابی به عملکرد کلی بالاتر، به کاهش مصرف انرژی کمک کند.

نویسندگان دیگر رومینگ پنگ، دانشجوی دکترا در UW در مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر هستند. Xiaoxuan Yang، دانشجوی دکترا در دانشگاه دوک. هشان یو، پژوهشگر دانشگاه مریلند، کالج پارک. ایچیرو تاکوچی، استاد دانشگاه مریلند، کالج پارک؛ و ایران چن، استاد دانشگاه دوک. این تحقیق توسط خدمات تحقیقات دریایی، بنیاد ملی علوم و سرویس تحقیقات ارتش تامین می شود. بخشی از این کار در تأسیسات تولید نانو واشنگتن در UW انجام شد.

[ad_2]

https://20khababr.ir
https://afkharebartar.ir
https://akhabarebartar.ir
https://andnews.ir
https://avatefepak.ir
https://baranmajale.ir
https://behtaringam.ir
https://daltek.ir
https://elmitarin.ir
https://fardayeashena.ir
https://forbos.ir
https://foxirani.ir
https://gisoon.ir
https://hodhodirani.ir
https://iranisard.ir
https://kahkashani.ir
https://lasttimes.ir
https://lilaki.ir
https://livejame.ir
https://magirani.ir
https://majaleiranian.ir
https://mervina.ir
https://mineralnews.ir
https://modirezard.ir
https://momon.ir
https://moniseh.ir
https://nationaliran.ir
https://netcrafti.ir
https://news-single.ir
https://newsexpress.ir
https://newslife.ir
https://newsspot.ir
https://newsteen.ir
https://nikmag.ir
https://officemag.ir
https://okaziyon.ir
https://one-news.ir
https://pandamag.ir
https://parsroids.ir
https://patris-fun.ir
https://senatornews.ir
https://seratmag.ir
https://sibala.ir
https://sohanian.ir
https://sosokan.ir
https://tazekhabari.ir
https://technoirani.ir
https://timesirani.ir
https://yamorani.ir
https://yandexkhabari.ir
https://abdoosnews.ir
https://zehnenoandinsh.ir
https://abestanews.ir
https://abtinnews.ir
https://akhbarebartaaar.ir
https://akhbaremaaaa.ir
https://akhbareshomaaa.ir
https://akhshijnews.ir
https://atrinnews.ir
https://atroticnews.ir
https://atshnews.ir
https://bashariatemrooz.ir
https://dastesalamatt.ir
https://dostemansalam.ir
https://elementorsite.ir
https://emrooztafahom.ir
https://ensanedirooooooz.ir
https://etelaresankhabar.ir
https://examplenews.ir
https://fardaalefba.ir
https://gisooyekhabar.ir
https://halohekayatha.ir
https://hashtadonoh.ir
https://hekayatfardayeemaaa.ir
https://honarmandkhabar.ir
https://istgaheshomareyek.ir
https://ketabkhoooon.ir
https://kimyagaaaar.ir
https://markazeakhbar.ir
https://masternewss.ir
https://mohamadrezasite.ir
https://morvarideasia.ir
https://mramins.ir
https://naserinews.ir
https://nasermr.ir
https://newsamins.ir
https://newsatropat.ir
https://newscenterals.ir
https://newsmineral.ir
https://newsouls.ir
https://newspishgamannn.ir
https://newssalam.ir
https://newsshans.ir
https://newsworlds.ir
https://parinews.ir
https://patris-music.ir
https://poshtibannews.ir
https://powernewss.ir
https://recordejadid.ir
https://salamnewws.ir
https://23ncfst.ir/
https://amiran-carpet.ir/
https://armanenergytec.ir/
https://blogenews.ir/
https://blogkhoon.ir/
https://bvfars.ir/
https://charsounews.ir/
https://chsnews.ir/
https://dezfil.ir/
https://dmwebmaster.ir/
https://dota2news.ir/
https://erfanhd.ir/
https://etminan110.ir/
https://faratarazkhabar.ir/
https://farsgardi20.ir/
https://footynews.ir/
https://goto98.ir/
https://ilyarkhabar.ir/
https://ir2khabar.ir/
https://iranalmanac.ir/
https://irandaryafest.ir/
https://khabarehaft.ir/
https://khabarontime.ir/
https://lolsms.ir/
https://maadgig.ir/
https://masoudtb.ir/
https://mp3news.ir/
https://music-ha.ir/
https://nakhlestankhabar.ir/
https://newcharge.ir/
https://news-links.ir/
https://news180.ir/
https://pimn.ir/
https://prmf.ir/
https://pvnews.ir/
https://rejawnews.ir/
https://sahab-co.ir/
https://samanbarg.ir/
https://semanews.ir/
https://shirinonews.ir/
https://soheilesonghor.ir/
https://tacity.ir/
https://taktanews.ir/
https://tarabaranmag.ir/
https://telegram-persian.ir/
https://tfcenter.ir/
https://trika.ir/
https://velninews.ir/
https://vidnaz.ir/
https://wajnews.ir/
https://your-news.ir/
https://zangannews.ir/
https://2016downloadnew.ir/
https://paxsolomusic.ir/
https://daryamedia.ir/
https://andikakhabar.ir/
https://seo-pbn.ir/
https://ghezelwich.ir
https://panaztebtabriz.ir
https://shayna-net.ir
https://kanooneslamshahr.ir
https://raynuts.ir
https://honare2.ir
https://itsama.ir
https://flingpet.ir
https://foreverpro.ir
https://fraeesi.ir
https://gkhabar.ir
https://18amlak.ir
https://pooyesh-khabar.ir
https://matsef.ir
https://photo-land.ir
https://tabarestan118.ir
https://disachain.ir
https://chikaapp.ir
https://mahestan18.ir
https://radyaabkala.ir
https://c-civil.ir
https://saeeed.ir
https://copytops.ir
https://modirsearch.ir
https://shz1music.ir
https://m-khosravi.ir
https://iranhayashi.ir
https://iranian-dress.ir
https://gigblog.ir
https://basitcg.ir
https://mashhadhekmat.ir
https://rahetamin.ir
https://radolyamani.ir
https://bnemati.ir
https://face-wood.ir
https://tourvare.ir
https://centertasisat.ir
https://bidarirafsanjan.ir
https://namahaa.ir
https://30pp.ir
https://script-tabadol-link.ir
https://simayesarbedar.ir
https://pakdashtiha.ir
https://rentacars.ir
https://2019movies.ir
https://ekar24.ir
https://saber-ramezani.ir
https://teb-saharsina.ir