language flag language flag

شرکت فاطر مشاور، طراح و مجری پروژه های فیبر نوری

ارائه کننده تجهیزات فیبر نوری، شبکه FTTH و تکنولوژی GPON

نقش فیبر های نوری در تولید سیستم های کامپیوتری شبه مغز

نقش فیبر های نوری در تولید سیستم های کامپیوتری شبه مغز تحقیق جدید صورت گرفته با استفاده از فیبر نوری متشکل از شیشه خالص به زودی موجب پیشرفت کامپیوتر هایی می شود که مانند مغز انسان عمل می کنند. این پژوهش، در زمینه مواد نوری پیشرفته، پتانسیل ایجاد کامپیوتر های نوری سریع تر و دقیق تر با توانایی یادگیری و تحول را دارد.
محققان مرکز تحقیقات اپتوالکترونیک ( ORC ) در دانشگاه ساوت همپتون در انگلستان و مرکز تکنولوژی های مخرب فوتونیک ( CDPT ) در دانشگاه فنی نانیانگ سنگاپور ( NTU ) ، نشان داده اند که چگونه شبکه های عصبی و سیناپس های مغز می توانند به وسیله پالس های نوری به عنوان حامل اطلاعات از طریق فیبر های مخصوصی از شیشه که حساس به نور می باشند(موسوم به chalcogenides) تکثیر شوند.
این پروژه توسط آژانس سنگاپور برای علوم، فناوری و تحقیقات (A*STAR) حمایت مالی می شود.
همچنین نور های پیشرفته در برنامه های مهندسی، توسط موسسه فوتونیک ( TPI) اداره می شوند که یک موسسه تازه تاسیس دوگانه بین NTU و ORC می باشد.


یکی از نویسندگان پروفسور Hewak از ORC بیان کرد: از آغاز پیدایش کامپیوتر، دانشمندان به تقلید از رفتار مغز انسان پرداخته و سلول ها و سیستم عصبی را با سوئیچ های الکترونیکی و حافظه جایگزین کرده اند.
در حال حاضر به جای الکترون ها، نور و فیبر های نوری دستیابی به کامپیوتر های شبه مغز را مهیا می سازند.
در دهه گذشته تحقیقات محاسبات neuromorphic ،موجب پیشرفت نرم افزار ها و سخت افزارهای الکترونیکی شده است که عملکرد مغز را با هدف بهبود بهره وری و سازگاری کامپیوتر های معمولی تقلید کرده اند.
با این حال در مقایسه با سیستم های بیولوژیکی انسان، رایانه های امروزی خیلی کم (بیش از یک میلیون بار کمتر) کارامد می باشند.
5 ثانیه شبیه سازی فعالیت مغز بیش از00 5 ثانیه طول کشیده و 1.4 مگاوات انرژی نیاز دارد که با تعداد کمی از کالری های سوخته شده توسط مغز انسان مقایسه شده است.
میکرو فایبر ها می توانند با استفاده از تکنیک های معمولی طراحی فیبر، از شیشه هایی از گوگرد(chalcogenide) که دارای انواع اثرات photoinduced باند پهن می باشند و به فیبر ها اجازه ی تغییر حالت از روشن به خاموش را می دهند تولید شوند.
این سوئیچینگ نوری، می تواند برای انواع کاربرد های نسل بعدی کامپیوتر ها با توانایی پردازش مقادیر زیادی از داده ها با انرژی بسیار موثر، استفاده شود.
یکی از نویسندگان دکتر بهراد قلی پور توضیح می دهد: با رفتن به سمت سیستم های بیولوژیکی برای الهام گرفتن و با استفاده از ساختارهای فوتونیک انبوه ساخت، مانند فیبر های chalcogenide، ما می توانیم شروع به بهبود سرعت و کارایی معماری های کامپیوتر های معمولی نماییم، در حالی که سازگاری و یادگیری به نسل بعدی دستگاه ها معرفی می شود.
با بهره برداری خواص مواد فیبر های chalcogenide ، تیم تحت سرپرستی پروفسور Cesare Soci در NTU، طیفی از نور، معادل عملکرد مغز را ثبت کردند که عبارتست از یک حالت استراحت عصبی و شبیه سازی تغییرات فعالیت الکتریکی در یک سلول عصبی در زمانی که تحریک شده است.
در نسخه های نوری ارائه شده از این عملکرد مغز، تغییرات خواص شیشه به عنوان فعالیت الکتریکی متغیر در یک سلول عصبی عمل می کند و نور، محرکی برای تغییر این خواص می باشد و سوئیچینگ سیگنال نور را که معادل شلیک سلول های عصبی می باشد فعال می کند.
این پژوهش راه را برای سیستم های کامپیوتری مقیاس پذیر مانند مغز که سلول های عصبی فوتونیک را فعال می کند و دارای سرعت های انتقال سیگنال فوق سریع، پهنای باند بالاتر و مصرف برق پایین تر از همتایان بیولوژیکی و الکترونیکی خود می باشند، هموار می کند.
پروفسور Cesare Soci بیان کرد: این کار نشان می دهد که دستگاه ها و شبکه های فوتونیک می توانند به طور موثر برای توسعه محاسبات غیر بولین و الگوهای تصمیم گیری مورد استفاده قرار گیرند که عملکرد مغز و پروتکل های سیگنال را برای غلبه بر پهنای باند و توانایی انجام پردازش داده های سنتی تقلید می کنند.