В Фуданьском университете создан прототип цельнооптического спайкового энкодера
Исследователи разработали совместимый с оптоволокном спайковый кодировщик с частотой импульсов выше 2,0 ГГц.
Исследователи из Фуданьского университета и Чжанцзянской лаборатории экспериментально продемонстрировали цельнооптический биомиметический спайковый энкодер на базе инжектированного лазерного нейрона Фабри — Перо. Как сообщает журнал Opto-Electronic Science, схема обеспечивает линейное преобразование амплитуды в частоту с генерацией спайков свыше 2,0 ГГц и точностью кодирования около 5 бит doi.org
Opto-Electronic Sciencedoi.orgОткрыть источник ↗.
В отличие от предыдущих устройств с бинарным выходом, эта схема устанавливает монотонную зависимость между интенсивностью входного света и частотой генерации импульсов. Устройство работает в стандартном телекоммуникационном диапазоне 1550 нм, а энергопотребление составляет 0,5 пДж на один спайк.
Параметры и тестирование точности
Режим кодирования настраивается регулировкой мощности инжекции, частотной расстройки и тока смещения лазера Фабри — Перо. При тестировании распознавания рукописных цифр на базе данных MNIST точность классификации превысила 94,1%. Кроме статичных изображений, энкодер успешно преобразовал непрерывные физиологические и звуковые сигналы в упорядоченные последовательности импульсов.
Совместимость с волоконными сетями
Авторы собрали масштабируемую архитектуру с поддержкой временного и спектрального мультиплексирования. Эксперименты подтвердили сохранение характеристик кодирования после передачи сигнала по стандартному одномодовому оптоволокну длиной 10 км doi.org
Opto-Electronic Sciencedoi.orgОткрыть источник ↗.
В ходе демонстрации возможностей система обработала рентгенограммы грудной клетки, данные электрокардиограмм для выявления аритмии и записи тонов сердца. Разработка рассчитана на интеграцию в существующую волоконно-оптическую инфраструктуру связи.
