最新研究:戴上光学眼镜 轻松识别海量人脸信息

　　摘要：这一新技术令单位计算能力比电子高10多个数量级，未来神经元密度有望达到人脑的10倍。

　　在未来，机场和车站安保人员不用站在大型的安检机旁，而是戴着轻便的光学眼镜就能识别出海量的人脸信息，进行智能安全检查。上海理工大学有这样一个团队，他们正致力于用光的智能化来改变生活，让这一科幻场景距离现实又近了一步。

　　3月3日，上理工人工智能纳米光子学中心顾敏院士团队在《光：科学与应用》杂志上发表高水平论文“CMOS集成纳米打印高神经元密度近红外推理感知器”，在纳米加工技术领域提出了全光推理全息纳米结构研究方案。

　　光学推理示意图。

　　如今，通过人脸识别解锁智能手机已是生活日常，然而大众很少了解这背后是一个耗时耗能的过程：首先由传感器收集人脸光学信息并将其发送到计算机中的神经网络，视觉信息通过电子硬件转化为电子信息后再显示画面信息。而顾敏团队创新研究出一种紧凑型光学衍射神经网络的新概念，这种光学衍射神经网络可以进行全光推理并可与商用CMOS传感器直接集成。也就是说，这一技术省略了传统的由光到电的转换过程，让光学信息处理直接在光域内完成，神经元密度相当于人脑的1/400，单位计算能力比电子高10多个数量级，未来神经元密度有望达到人脑的10倍。此技术将为人工智能光电器件集成芯片化铺平道路，快速、高效节能的功能性光电器件可以应用于安全检查、医疗影像、智能驾驶、艺术品鉴赏和卫星图像处理等领域。与现有解决方案相比，其占用空间更小，能耗更低、成本更低。

　　艾丽娜博士（左一）在做科学研究。

　　“我们利用纳米打印的可见光和近红外波段的推理感知器的计算能力上限为400 ExaFLOPS（每秒浮动操作为1018 FLOPS），与毫米波、微波等波段运行的衍射设备和集成光子硬件相比，每秒操作数量增加3到5个数量级。”论文第一作者、团队核心研究人员艾丽娜博士谈道。“采用超分辨3D纳米加工技术，我们可以将AI光学器件直接集成到现有的成像传感器中，这相当于在成像传感器上放置量身定制的、针对特定任务的智能眼镜，可以在检测到传入的光学信息之前对这些信息进行处理。”顾敏院士介绍说。

　　这项研究工作得到上海张江国家自主创新示范区专项发展资金重大项目资助。