Нейрокомпьютерные системы



Оптическая реализация нейронных сетей


Мощность нейронной сети определяется большим количеством связей: отдельные элементы имеют относительно малые вычислительные мощности. Обеспечение требуемой связности в электронных цепях остается серьезной проблемой, особенно при реализации нейронных сетей с полным графом соединений. Электронные интегральные цепи являются существенно планарными с рельефностью, обусловленной множеством слоев.

Проблему связей можно решить при использовании оптических систем для реализации НС. Взаимное соединение нейронов с помощью световых лучей не требует изоляции между сигнальными путями: световые потоки могут пересекаться, не влияя друг на друга, и сигнальные пути могут располагаться в трех измерениях. Плотность путей передачи ограничена только размерами источников и детекторов. Все сигнальные пути могут работать одновременно, тем самым обеспечивая огромную скорость передачи данных.

В оптических НС величины оптических весов могут запоминаться в голограммах с высокой степенью плотности (до

10^{12}
бит на куб. см.). Веса могут модифицироваться в процессе работы сети.

К сожалению, возникает множество практических проблем при попытках оптической реализации нейронных сетей. Оптические устройства имеют собственные физические характеристики, часто не соответствующие требованиям искусственных нейронных сетей. Хотя они в действительности пригодны для обработки изображений, все же изображения от оптических нейронных сетей, полученные до настоящего времени, были разочаровывающе плохими. Однако достаточно взглянуть на первые пробы телевизионных передач, чтобы понять, какой огромный прогресс возможен в повышении качества изображения. Несмотря на эти трудности, а также на такие проблемы, как стоимость, размеры и критичность к ориентации, потенциальные возможности оптических систем побуждают попытки проведения интенсивных и широких исследований. В этой области происходят стремительные изменения, и в ближайшее время ожидаются важные улучшения.

Конфигурации оптических НС в основном подразделяются на две категории: векторно-матричные умножители и голографические корреляторы.




Содержание  Назад  Вперед