شبكات عصبية بصرية بدون كهرباء: كيف تمرر الضوء عبر عدسة لمضاعفة المصفوفات فورًا

في عام 2018، قام فريق بقيادة شين لين وأيدوغان أوزجان في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس (UCLA) بطباعة شبكة عصبية بصرية ثلاثية الأبعاد تُسمى D²NN (الشبكة العصبية العميقة الانعراجية) من البلاستيك العادي. تتكون من خمس صفائح بلاستيكية ذات أسطح دقيقة البنية موضوعة في حزمة تيراهرتز (0.4 تيراهرتز، طول موجي 0.75 ملم). تعمل كل صفيحة كطبقة شبكة عصبية: يحدد سمك كل بكسل مجهري تحول الطور (الوزن)، ويحقق الانعراج بين الصفائح اتصالاً كاملاً، ويُركز نمط التداخل النهائي الضوء على شاشة بعشرة قطاعات لتصنيف الأرقام. حققت الشبكة دقة 91.75% في التعرف على أرقام MNIST. أثناء التشغيل، لا تحتاج إلى كهرباء - فقط مصدر ضوء. يتم التدريب على وحدة معالجة الرسومات (GPU) عبر الانتشار العكسي، ثم تُحوَّل قيم الطور المتعلمة إلى سمك فيزيائي وتُطبع ثلاثية الأبعاد. النظام خطي، ويفتقر إلى دوال التنشيط غير الخطية مثل ReLU؛ وقد استُكشفت عدة طرق (هجينة كهروضوئية، امتصاص فوتونين، شفافية مستحثة كهرومغناطيسيًا، صوتيات بصرية) لكن لم يصل أي منها إلى استبدال تجاري.