Forscher des Leibniz-Instituts nutzen Licht, um KI-Systeme energieeffizienter zu machen

Forscher des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien in Jena haben gemeinsam mit einem internationalen Team eine innovative Technologie entwickelt, die das hohe Energieverbrauchsniveau von KI-Systemen in der Zukunft erheblich senken könnte. Klingt gut, oder? Denn Künstliche Intelligenz ist heutzutage überall, von Sprachassistenten wie Siri und Alexa bis hin zu selbstfahrenden Autos. Aber wir alle wissen, dass diese Systeme eine Menge Energie benötigen, um zu funktionieren. Und das kann zu einem erheblichen ökologischen Fußabdruck führen.

Aber zum Glück haben die Forscher des Leibniz-Instituts eine Lösung gefunden: Licht. Ja, du hast richtig gehört, sie nutzen Licht, um KI-Systeme effizienter zu machen. Wie machen sie das? Nun, sie haben neuronale Netzwerke aus Licht entwickelt, die in optischen Fasern implementiert sind. Das klingt vielleicht kompliziert, aber im Grunde genommen verwenden sie Licht, um neuronale Berechnungen durchzuführen. Sie haben sich dabei von den neuronalen Netzwerken in unserem eigenen Gehirn inspirieren lassen. Das Ergebnis? Eine schnellere und effizientere Datenverarbeitung.

Aber was bedeutet das genau? Nun, herkömmliche KI-Systeme basieren auf elektronischen Chips, die viele elektronische Bauteile enthalten. Die Forscher des Leibniz-Instituts haben jedoch herausgefunden, dass sie mit nur einer einzigen optischen Faser eine Vielzahl unterschiedlicher neuronaler Netzwerke betreiben können. Das ist ziemlich beeindruckend, wenn du mich fragst. Und das Beste daran ist, dass diese Faser mit Lichtgeschwindigkeit arbeitet. Das bedeutet, dass die Verarbeitung von Daten viel schneller erfolgen kann als bei herkömmlichen Systemen.

Aber wie funktioniert das genau? Nun, die Forscher nutzen die Wechselwirkungen von Lichtwellen in Glasfasern, um Informationen zu übertragen. Sie verwenden verschiedene Farbkanäle, um Daten wie Pixelwerte von Bildern oder Frequenzkomponenten einer Audiospur zu übertragen. Diese Informationen werden dann durch die Faser transportiert und am Ende miteinander kombiniert, verstärkt oder abgeschwächt. Durch die Einführung neuer Farbkombinationen am Ende der Faser können Vorhersagen über die Art oder den Kontext der verarbeiteten Daten getroffen werden. Das ist ziemlich cool, oder?

Und die Anwendungsmöglichkeiten sind vielfältig. Die Forscher haben zum Beispiel gezeigt, dass ihr System in der Lage ist, handgeschriebene Ziffern zu erkennen. Sie haben die Pixelwerte der Ziffern in verschiedene Intensitäten der Grundfarben umgewandelt und diese dann in der optischen Faser zu einem breiten Spektrum verschmolzen. Am Ende erzeugt die Faser ein einzigartiges Farbspektrum, das als individueller „Fingerabdruck“ für jede Ziffer dient. Das ist wirklich beeindruckend.

Aber das ist noch nicht alles. Die Forscher haben auch gezeigt, dass ihr System zur Diagnose von COVID-19-Infektionen mittels Stimmproben verwendet werden kann. Sie haben eine Trefferquote erzielt, die die bisher besten digitalen Systeme übertrifft. Das bedeutet, dass ihr System nicht nur energieeffizient ist, sondern auch sehr genau.

Die Forscher arbeiten auch daran, intelligente Sensorsysteme und Mikroskope zu entwickeln, die ohne Computer auskommen. Das könnte wirklich revolutionär sein. Und das alles dank Licht und einigen cleveren Forschern.

Also, wenn du das nächste Mal über KI-Systeme nachdenkst, denke daran, dass es auch eine umweltfreundlichere Lösung gibt. Licht. Es ist schnell, effizient und könnte die Zukunft der KI sein.

Schlagwörter: Mario Chemnitz + Bennet Fischer + INRS

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