Descripción del proyecto
Paradigmas de aprendizaje automático fotónicos y holísticos para las aplicaciones de imagenología más complejas
En la actualidad, se presta gran atención a la fotónica neuromórfica, ya que ofrece una velocidad y eficiencia energética superiores a la electrónica digital, especialmente para aplicaciones exigentes. Sin embargo, los sistemas electrofotónicos en un chip, impulsados por aplicaciones emergentes (como la computación neuromórfica), exigen la reconfiguración de los circuitos integrados fotónicos con unidades de conmutación fotónica altamente modulables. El objetivo del proyecto NEoteRIC, financiado con fondos europeos, es crear paradigmas de aprendizaje automático fotónicos y holísticos para las aplicaciones de imagenología más avanzadas y complejas. Los nuevos paradigmas proporcionarán un aumento primordial de la frecuencia de imagen y una mayor clasificación del rendimiento, además de reducir drásticamente el consumo de energía. El proyecto generará varias innovaciones importantes como el nivel de «transistor» fotónico, el desarrollo y la ampliación de un circuito tipo matriz de puertas programable «in situ» (FPGA, por sus siglas en inglés) fotónico reconfigurable, y componentes fotónicos fundamentales de silicio totalmente reconfigurables.
Objetivo
NEoteRIC’s primary objective is the generation of holistic photonic machine learning paradigms that will address demanding imaging applications in an unconventional approach providing paramount frame rate increase, classification performance enhancement and orders of magnitude lower power consumption compared to the state-of-the-art machine learning approaches. NEoteRIC’s implementation stratagem incorporates multiple innovations spanning from the photonic “transistor” level and extending up to the system architectural level, thus paving new, unconventional routes to neuromorphic performance enhancement. The technological cornerstone of NEoteRIC relies on the development and upscaling of a high-speed reconfigurable photonic FPGA-like circuit that will incorporate highly-dense and fully reconfigurable key silicon photonic components (ring resonators, MZIs, etc.). High-speed reconfigurability will unlock the ability to restructure the photonic components and rewire inter-component connections. Through NEoteRIC the integrated photonic FPGAs will be strengthened by the incorporation of novel marginal-power consuming non-volatile high-speed phase shifters that will push the boundaries of energy consumption. NEoteRIC’s “unconventional” chips will be utilized as a proliferating neuromorphic computational platform that will merge the merits of photonic and electronic technology and will allow the all-optical implementation of powerful non-von Neumann architectures such as Reservoir Computing, Recurrent Neural Networks, Deep Neural Networks and Convolutional Neural Networks simultaneously by the same photonic chip. The in-project excellence will be tested through demanding high impact application such as high frame-rate image analysis and in particular single-pixel time-stretch modalities thus pushing the boundaries of state-of-the-art; exhibiting simultaneous high spatial resolution and Gframe/sec processing rate.
Ámbito científico
Palabras clave
Programa(s)
Convocatoria de propuestas
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H2020-ICT-2019-2
Régimen de financiación
RIA - Research and Innovation actionCoordinador
46022 Valencia
España