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CORDIS - Forschungsergebnisse der EU
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Energy-efficient and high-bandwidth neuromorphic nanophotonic Chips for Artificial Intelligence systems

Projektbeschreibung

Portable, effizientere künstliche Intelligenz, die wie Menschengehirn arbeitet

Die erfolgreichsten, mit künstlicher Intelligenz (KI) arbeitenden Algorithmen von heute wurden von gehirnähnlichen neuronalen Netzen inspiriert. Ganz im Gegensatz zu unseren hocheffizienten Gehirnen verbraucht die Ausführung dieser Algorithmen auf Computern jedoch sehr viel Energie. Diese extrem ineffizienten Zentraleinheiten behindern die Entwicklung effizienter, skalierbarer und portabler KI-Systeme. Das EU-finanzierte Projekt ChipAI wird nun das Potenzial der Photonik-Nanotechnologie ausschöpfen, um kompakte, hohe Bandbreite aufweisende, energieeffiziente Zentraleinheiten zu entwickeln. Die Forschenden werden resonant tunnelnde Halbleiternanostrukturen verwenden, die in einhundertmal kleiner als konventionelle Hohlräume ausgeführte Sub-Wellenlängen-Metallhohlräume eingebettet sind, um Licht effizient einzuschließen, zu emittieren und zu erkennen. Die Projektergebnisse bereiten weiteren Entwicklungen auf dem sich neu abzeichnenden Gebiet des neuromorphen optischen Rechnens den Weg.

Ziel

The same way the internet revolutionized our society, the rise of Artificial Intelligence (AI) that can learn without the need of explicit instructions is transforming our life. AI uses brain inspired neural network algorithms powered by computers. However, these central processing units (CPU) are extremely energy inefficient at implementing these tasks. This represents a major bottleneck for energy efficient, scalable and portable AI systems. Reducing the energy consumption of the massively dense interconnects in existing CPUs needed to emulate complex brain functions is a major challenge. ChipAI aims at developing a nanoscale photonics-enabled technology capable of deliver compact, high-bandwidth and energy efficiency CPUs using optically interconnected spiking neuron-like sources and detectors. ChipAI will pursue its main goal through the exploitation of Resonant Tunnelling (RT) semiconductor nanostructures embedded in sub-wavelength metal cavities, with dimensions 100 times smaller over conventional devices, for efficient light confinement, emission and detection. Key elements developed are non-linear RT nanoscale lasers, LEDs, detectors, and synaptic optical links on silicon substrates to make an economically viable technology. This platform will be able to fire and detect neuron-like light-spiking (pulsed) signals at rates 1 billion times faster than biological neurons (>10 GHz per spike rates) and requiring ultralow energy (<10 fJ). This radically new architecture will be tested for spike-encoding information processing towards validation for use in artificial neural networks. This will enable the development of real-time and offline portable AI and neuromorphic (brain-like) CPUs. In perspective, ChipAI will not only lay the foundations of the new field of neuromorphic optical computing, as will enable new non-AI functional applications in biosensing, imaging and many other fields where masses of cheap miniaturized pulsed sources and detectors are needed.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.

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Schlüsselbegriffe

Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).

Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

Thema/Themen

Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.

Finanzierungsplan

Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.

RIA - Research and Innovation action

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) H2020-FETOPEN-2018-2020

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Koordinator

INTERNATIONAL IBERIAN NANOTECHNOLOGY LABORATORY
Netto-EU-Beitrag

Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.

€ 653 625,00
Adresse
AVENIDA MESTRE JOSE VEIGA
4715-330 Braga
Portugal

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Region
Continente Norte Cávado
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten

Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.

€ 653 625,00

Beteiligte (8)

Mein Booklet 0 0