今天，机场和火车站的安检经常要排队，安保人员需要守在大型安检机旁，对每个人进行细致检查。而在未来，一个快捷简便的场景可能会出现，大量戴着轻便红外光学眼镜的安保人员，可以快速识别人群中的人脸信息，完成智能化的安全检查。这个梦幻般的场景的背后是上理工未来光学实验室人工智能纳米光子学中心顾敏院士团队最新科研成果，他们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。3月3日，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》刊发在《光：科学与应用》杂志上。
传统人脸识别技术的升级版
通过人脸识别解锁智能手机已是生活日常，然而大众很少会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，最后完成人脸识别。
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。
如果将14亿人的人脸识别信息存储后，打印在光芯片上贴在红外眼镜上，加上AI辅助训练，安保人员就有了“火眼金睛”的能力。
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。
令人惊叹的超快速度
而这一成果背后的超快速度也让人惊叹不已。
“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，每秒运算数量增加3到5个数量级。”论文第一作者、团队核心研究人员Elena Goi博士谈道。
顾敏院士告诉记者，这种快速、高效节能的功能性光电器件还可以应用于医疗影像、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。
据介绍，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。
来源：上海科技报 记者：吴苡婷
原文链接：http://www.shkjb.com/content.html?id=214908
