"Умное" стекло обеспечит распознавание лиц без электроники со скоростью света
12-08-2019 Мир Гальваники 12

Инженеры из Висконсинского университета в Мадисоне нашли способ внедрить некое подобие искусственного интеллекта в инертные объекты для распознавания лиц с низким энергопотреблением.

"Мы используем оптику, чтобы вместить стандартный набор камер, датчиков и глубоких нейронных сетей в один кусочек тонкого стекла", - говорит профессор электрической и компьютерной инженерии Зонгфу Ю.

ИИ - это процесс, требующих огромных ресурсов, вычислений и мощности батареи каждый раз, когда вы, например, снимаете блокировку телефона с помощью распознавания лица. Команда Ю придумала использовать кусочки стекла с особым образом расположенными пузырьками и включениями, которые бы так изгибали свет, чтобы различать различные изображения.

Инженеры создали прототип, способный распознавать рукописные цифры. Свет, отражающий изображение цифр, входит с одной стороны стекла, а затем фокусируется на одной из девяти специальных точек с другой стороны, соответствующей отдельным цифрам. Стекло может в реальном времени определить, когда число 3 меняют на 8. "Тот факт, что нам удалось воплотить такой сложный процесс в настолько простой конструкции, просто поразителен", - говорит Эрфан Хорам, аспирант из лаборатории Ю.

Ю сравнивает процесс с алгоритмом машинного обучения, но с аналоговым материалом вместо кода. Инженеры располагают пузырьки воздуха различных размеров и форм, а также небольшие частицы светопоглощающих материалов в специальных местах внутри стекла. "Мы привыкли к цифровым вычислениям, но теперь наш подход расширился", - говорит Ю. "Волновая динамика при распространении света дает нам новый способ выполнять аналоговые вычисления с помощью искусственных нейронных сетей".

Такая система обладает множеством преимуществ по сравнению с существующими видами распознавания изображений, поскольку ее пассивный характер предполагает, что использовать ее можно будет сотни тысяч раз. "В потенциале, мы могли бы использовать стекло в качестве биометрического замка, настроенного на распознавание лица только одного человека", - говорит Ю. "После изготовления оно будет работать вечно, без необходимости в питании или Интернете, а значит то, что за ним скрыто, может оставаться в безопасности сотни лет".

И хотя "обучение" требует времени, по его завершении процесс будет работать со скоростью света.  Исследователи планируют увеличить масштабы сложности заданий, которые может выполнять такое "умное" стекло. "Истинная мощь данной технологии заключается в ее способности выполнять гораздо более сложные классификационные задачи мгновенно, при этом не потребляя никакой энергии", - заявляет Минг Юан, участник исследования и процессов статистики в Колумбийском университете. "Эти задачи являются ключевыми в создании искусственного интеллекта: обучить беспилотные автомобили распознавать сигналы на дороге, оснастить пользовательские устройства голосовым управлением и т.д.".