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Novo chip óptico consegue processar quase 2 bilhões de imagens por segundo

Pesquisadores da Universidade da Pensilvânia, nos Estados Unidos, desenvolveram um novo chip óptico capaz de processar quase 2 bilhões de imagens por segundo. O dispositivo é composto por uma rede neural que processa informações na forma de luz.

Segundo os cientistas, esse é o primeiro processador do mundo que consegue classificar figuras quase instantaneamente, sem a necessidade de um sistema que converta sinais ópticos em elétricos ou transforme os dados de entrada em formato binário, eliminando a utilização de grandes módulos de memória.

“Em vez de sinais elétricos comuns, o novo chip processa informações na forma de luz, utilizando fios ópticos como se fossem neurônios, empilhados em várias camadas, com cada uma delas especializada em um tipo específico de classificação”, explica o professor de engenharia elétrica Firooz Aflatouni, autor principal do estudo.

Rede neural

A base do novo chip é uma rede neural capaz de processar informações de maneira parecida com o cérebro humano. Essa rede é composta por nós que se interconectam assim como os neurônios naturais, treinados com um conjunto de dados para reconhecer objetos dentro de uma imagem ou palavras inseridas na fala.

Esquema de funcionamento do novo chip óptico (Imagem: Reprodução/University of Pennsylvania)
Esquema de funcionamento do novo chip óptico (Imagem: Reprodução/University of Pennsylvania)

Assim como ocorre com o cérebro orgânico, essa rede neural profunda é projetada para permitir o processamento rápido de informações. Esse chip óptico pode realizar a classificação de uma imagem inteira em meio nanossegundo — tempo que os computadores convencionais precisam para concluir apenas uma etapa dessa mesma tarefa.

“Nosso chip processa informações por meio do que chamamos computação por propagação, em que os cálculos ocorrem à medida que a luz se propaga pelo chip, pulando a etapa de conversão de sinais ópticos em sinais elétricos para ler e processar os dados, tornando-o significativamente mais rápido”, acrescenta Aflatouni.

Processamento poderoso

Nos testes realizados em laboratório, os pesquisadores construíram um chip medindo pouco mais de 9 mm quadrados, usado para categorizar uma série de caracteres desenhados à mão. Depois de treinado, esse processador conseguiu classificar as imagens com 93,8% de precisão.

Amostra dos caracteres manuscritos que o novo chip consegue classificar (Imagem: Reprodução/University of Pennsylvania)
Amostra dos caracteres manuscritos que o novo chip consegue classificar (Imagem: Reprodução/University of Pennsylvania)

O mais impressionante é que o chip foi capaz de elencar cada caractere em 0,57 nanossegundo, permitindo um processamento real de 1,75 bilhão de imagens por segundo. Outra vantagem é que as informações que estão sendo processadas não precisam ser armazenadas, economizando tempo e espaço por não precisar de uma grande unidade de memória.

“Esse sistema pode fazer muito mais do que classificar imagens. Já sabemos como converter vários dados no domínio elétrico, como áudio, fala e muitos outros tipos de informações. Agora, também podemos fazer isso no domínio óptico e processar esses dados quase instantaneamente usando essa tecnologia”, encerra o professor Aflatouni.

Fonte: Canaltech

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