戴上光學(xué)眼鏡輕松識別海量人臉信息？科學(xué)家最新研究讓光“更智能”

在機場或車站過安檢時，如果客流眾多難免會在“刷臉”或“開箱”時大排長龍。假如安保人員能夠戴上光學(xué)眼鏡，通過輕松識別海量人臉信息進行智能安全檢查，這樣快捷簡便的出行體驗是不是很令人期待？上海理工大學(xué)顧敏院士團隊公布最新研究成果，光的智能化將讓這一場景的實現(xiàn)成為可能。

3月3日，上理工未來光學(xué)實驗室人工智能納米光子學(xué)中心顧敏院士團隊在《光：科學(xué)與應(yīng)用》（Light: Science and applications）雜志上發(fā)表高水平論文“CMOS集成納米打印高神經(jīng)元密度近紅外推理感知器”（Nanoprinted high-neuron-density optical linear perceptrons performing near-infrared inference on a CMOS chip），在納米加工技術(shù)領(lǐng)域提出了全光推理全息納米結(jié)構(gòu)研究方案。研究工作得到上海張江國家自主創(chuàng)新示范區(qū)專項發(fā)展資金重大項目資助。

如今，通過人臉識別解鎖智能手機已是生活日常，然而大眾很少會了解這背后是一個耗時耗能的過程：首先由傳感器收集人臉光學(xué)信息并將其發(fā)送到計算機中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，視覺信息通過電子硬件轉(zhuǎn)化為電子信息后再顯示畫面信息。而顧敏團隊創(chuàng)新研究出一種緊湊型光學(xué)衍射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的新概念，這種光學(xué)衍射神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以進行全光推理并可與商用CMOS傳感器直接集成。也就是說，這一技術(shù)省略了傳統(tǒng)的由光到電的轉(zhuǎn)換過程，讓光學(xué)信息處理直接在光域內(nèi)完成。

據(jù)介紹，這種快速、高效節(jié)能的功能性光電器件可以應(yīng)用于安全檢查、醫(yī)療影像、智能駕駛、藝術(shù)品鑒賞和衛(wèi)星圖像處理等領(lǐng)域，與現(xiàn)有解決方案相比，其占用空間更小，能耗更低、成本更低。

據(jù)論文第一作者、團隊核心研究人員Elena Goi博士介紹：“我們利用納米打印的可見光和近紅外波段的推理感知器的計算能力上限為400 ExaFLOPS，與毫米波、微波等波段運行的衍射設(shè)備和集成光子硬件相比，每秒操作數(shù)量增加3到5個數(shù)量級�！�

“采用超分辨3D納米加工技術(shù)，我們可以將AI光學(xué)器件直接集成到現(xiàn)有的成像傳感器中�！鳖櫭粼菏勘硎荆�“這相當(dāng)于在成像傳感器上放置量身定制的、針對特定任務(wù)的智能眼鏡，可以在檢測到傳入的光學(xué)信息之前對這些信息進行處理。”