Opis projektu
Obliczenia optyczne bazujące na neuronowym przetwarzaniu sygnałów podniosą sprawność energetyczną
Dendryty neuronów tworzą mocno rozgałęzione struktury przypominające drzewa, których głównym zadaniem jest odbieranie sygnałów przychodzących z innych neuronów i ich przetwarzanie. Pewne szacunki pozwalają przypuszczać, że w przekazie synaptycznym, czy też odbieraniu sygnałów od innych neuronów, uczestniczy około 75 % powierzchni dendrytów. Samo przetwarzanie sygnału wykazuje cechy liniowe i nieliniowe, analogowe i progowe, a przy tym jest złożone i wydajne jednocześnie. Istnieją modele badające możliwości prowadzenia obliczeń w tego rodzaju strukturach dendrytowych. Naukowcy pracujący nad finansowanym ze środków UE projektem ADOPD mają zamiar ujarzmić te idee w celu uzyskania ultraszybkich światłowodowych jednostek obliczeniowych, które będą stanowić podstawę neuromorficznych obliczeń nowej generacji, które będą charakteryzować się znacznie ograniczonym zużyciem energii w stosunku do stosowanych dziś metod obliczeniowych. Ponieważ użytkownicy domagają się coraz szybszego przetwarzania ilości danych, które narastają wykładniczo, w celach tak odmiennych jak prowadzenie rozmów przez sieci komórkowe, granie w gry komputerowe czy prowadzenie pojazdów autonomicznych, nowe jednostki obliczeniowe bazujące na układzie światłowodów inspirowanym strukturą dendrytów mogą wprowadzić do tego zagadnienia całkiem nową jakość.
Cel
The increased demand for computation with low energy consumption requires entirely novel hardware concepts. In ADOPD we develop ultra-fast computational units based on optical-fiber technologies exploiting information processing principles used by neurons in their dendritic trees. Dendritic processing is highly condensed, local, and parallel and it allows also for non-linear computations. These properties will first be modelled and in a second step transferred to optical systems consisting of fiber optics as well as other optical components. For the first prototype, ADOPD uses well-established single-mode fiber technology to build an optical-dendritic unit (ODU). From there, we move on to cutting-edge multi-mode fibers to obtain an all-optical second prototype of a dendritic tree with significantly higher computing power and compactness. Finally we will design computational models of networks of multiple ODUs to quantify the computational efficiency such multiple, parallel operating devices. Thus, the optical dendritic units created by ADOPD represent a novel, cutting-edge computing hardware for fast, low-power, parallel computing, with the potential to help addressing the rising demands for computation.
Dziedzina nauki
Słowa kluczowe
Program(-y)
Zaproszenie do składania wniosków
Zobacz inne projekty w ramach tego zaproszeniaSzczegółowe działanie
H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
System finansowania
RIA - Research and Innovation actionKoordynator
37073 Gottingen
Niemcy