Полностью аналоговый фотонный искусственный интеллект

Аннотация

В статье предлагается методологическое обоснование разработки полностью аналоговой системы фотонного искусственного интеллекта (ФИИ), основанной на использовании оптических технологий для обработки непрерывных (аналоговых) сигналов без преобразования их в цифровую форму. Это позволяет преодолеть ограничения, связанные с цифровой обработкой данных, а именно: энергоемкость и затратность времени на глубокое обучение нейронной сети, урезание спектра естественного сигнала, умаление весомости когнитивных семантик моделей искусственного интеллекта (ИИ). Фотонный подход позволяет многократно сократить время машинного обучения и энергозатраты. Он также помогает учесть неформализуемые аспекты когнитивной семантики моделей ИИ для более полного охвата человеческих чувств, мыслей и трансцендентных состояний сознания, которые цифровые компьютеры не могут полностью охватить. Такие достоинства достижимы за счет замены многослойной структуры нейронной сети одним матричным слоем Фурье-свертки множества обучающих образов, записанных на голографическом накопителе. Однако на фотонном пути развития ИИ возникают новые проблемы, включая синтез уникальных фотонных материалов для перезаписываемой трехмерной голографической памяти и управление оптическими процессами с помощью цифровых компьютеров. В статье предлагается алгоритм синтеза фотонных материалов с использованием подхода к решению обратных задач, реализованного с помощью генетического алгоритма.