Pesquisadores da Universidade da Pensilvânia, nos Estados Unidos, desenvolveram um novo chip óptico capaz de processar cerca de 2 bilhões de imagens por segundo.

O novo chip usa a tecnologia de “rede neural” – chamada assim porque ela é composta por nós que se interconectam da mesma forma que os neurônios. Inclusive, ela pode “aprender” a executar tarefas de maneira semelhante aos nossos cérebros.

A efeito de comparação, em um celular, por exemplo, a imagem de um objeto é formada inicialmente em um sensor da câmera. Em seguida, este sensor converte a luz em sinais elétricos e, posteriormente, em dados binários, para então ser processados, analisados e armazenados em chips. A nova pesquisa buscou um meio de acelerar todo esse processo.

O novo processo de classificação de imagens usa uma técnica chamada de “computação por propagação”. Em vez de sinais elétricos, o chip processa informações na forma de luz, dando assim vantagens em relação aos chips tradicionais.

Por mais que os chips atuais já executem bilhões de cálculos por segundo, o processamento de imagem ainda precisa ser melhorado para imagens mais sofisticadas, como as que envolvem objetos em movimento, cenas 3D ou classificação de células microscópicas, conforme apontou o site Tech Xplore.

2 bilhões fps

Os cientistas construíram o chip a partir de camadas de fios ópticos, sendo cada uma delas especializada em um tipo específico de classificação. Durante a pesquisa, um chip de 9,3 milímetros quadrados fez o trabalho de categorizar uma série de caracteres parecidos com letras.

Após o sistema ter sido “treinado”, o chip conseguiu classificar as imagens com 93,8% de precisão para conjuntos com dois tipos de caracteres, e 89,8% para quatro tipos. Porém, o feito mais impressionante é que o ele conseguiu processar cada caractere em apenas 0,57 nanossegundos. Isso, em teoria, permitiria processar 1,75 bilhão de frames por segundo.

Segundo os pesquisadores, outra vantagem do sistema é que, durante o processamento, não é preciso enviar dados para a memória, tornando o procedimento não apenas mais rápido, mas também mais seguro e sem vazamentos.

O estudo foi publicado na revista científica Nature e a expectativa é que a tecnologia pode ser adaptada no futuro para processar objetos tridimensionais, além de outros tipos de dados. “Já sabemos como converter muitos tipos de dados no domínio elétrico – imagens, áudio, fala e muitos outros tipos de dados. Agora, podemos converter diferentes tipos de dados no domínio óptico e processá-los quase instantaneamente usando essa tecnologia”, disse Firooz Aflatouni, um dos pesquisadores que assinaram o artigo.