El proyecto europeo PHOCUS trabaja en sistemas ópticos rápidos
Con el paso de los años hemos sido testigos de grandes avances en el procesado de información óptica, pero todavía existen algunos obstáculos por superar para conseguir mejores redes ópticas. El proyecto PHOCUS («Hacia una máquina de estado líquido fotónico basada en sistemas acoplados por retraso temporal») se enfrenta directamente con este reto. Su objetivo es diseñar e implantar sistemas fotónicos que permitan la comunicación óptica con un manejo rápido y versátil de la señal. El proyecto cuenta con financiación del tema «Tecnologías de la información y de la comunicación» (TIC) del Séptimo Programa Marco (7PM) por valor de 1,81 millones de euros. Los socios del proyecto PHOCUS, coordinados por la Universitat de les Illes Balears (UIB, España), afirman que sus innovadores sistemas tendrán la capacidad de realizar operaciones de computación complejas, como el procesamiento de grandes cantidades de datos, rápida y eficazmente. Los investigadores comparan esta nueva forma de computación a la velocidad con que el cerebro humano procesa información. «Ésta es una de las mayores incógnitas en la investigación sobre el cerebro: de qué modo se organizan las descargas eléctricas de miles de millones de neuronas para obtener respuestas correctas en tan poco tiempo», explicó el profesor Claudio Mirasso, del Instituto de Física Interdisciplinar y Sistemas Complejos (IFISC) de la UIB, que también dirige el proyecto. «Sin embargo, en los últimos años se ha desarrollado en neurociencia un paradigma que podría llevar a obtener la respuesta.» Los científicos especializados en neurociencia señalan que el cerebro humano responde a los estímulos externos del mismo modo que un líquido responde a perturbaciones externas. Un guijarro lanzado al agua constituye un ejemplo de ello. Resulta bastante fácil determinar dónde y cuándo ha tocado el guijarro la superficie, gracias a las ondas generadas por el contacto. Según los autores, las respuestas transitorias de las redes neuronales se pueden utilizar para obtener información sobre estímulos externos. Los estímulos o entradas se introducen en estas redes, llamadas «reservorios». Los socios de PHOCUS señalan que los modelos informáticos de redes neuronales existentes no son fáciles de entrenar porque las interacciones entre los elementos del modelo se deben reajustar meticulosamente para que admitan entradas distintas. Es aquí donde interviene la computación por reservorios. Este método deja el reservorio inalterado y sólo entrena la lectura de los datos procesados. «Los experimentos preliminares indican que esto es mucho más fácil que entrenar el propio reservorio», declaró el profesor Jürgen Kurths del Instituto de Investigación sobre el Impacto del Clima de Potsdam (Alemania), un socio de PHOCUS. Al dejar de lado los reservorios y permitir que los estímulos externos o «entradas» permanezcan detectables durante un tiempo, la computación por reservorios permite que la memoria de las entradas, junto con la respuesta que sale del reservorio, convierta la entrada en varios estados dinámicos del reservorio. El resultado final es un espacio de estados altamente dimensional. La identificación de las respuestas del reservorio a distintas entradas resulta más simple gracias a este espacio de estados altamente dimensional, según indican los socios del proyecto, quienes añaden que la identificación se puede utilizar para clasificar entradas distintas. El equipo de PHOCUS afirma que los sistemas fotónicos ayudan a mostrar cuán útil resulta el comportamiento colectivo complejo y a comprender e incluso imitar funciones del cerebro. Se debe tener en cuenta que, mientras que los sistemas fotónicos son compatibles con el sector de las telecomunicaciones, la integración de sistemas fotónicos más grandes podría ser a la vez costosa y complicada. El proyecto PHOCUS, iniciado en enero de 2010 y que se prevé que finalice en 2012, ya ha hallado un nuevo método para conseguir que la red compleja funcione con un número limitado de componentes fotónicos. El resultado de las implementaciones fotónicas de computación de reservorios que funcionan a altas tasas de transferencia de datos es que los usuarios podrían tener acceso a sistemas que realicen un mismo trabajo consumiendo menos energía y ocupando mucho menos espacio. Los socios de PHOCUS proceden de Bélgica, Alemania, España y Francia.
Países
Bélgica, Alemania, España, Francia