Учені створили новий ШІ, який генерує зображення, майже не потребуючи для цього енергії

Як це працює?

Сучасні інструменти генеративного штучного інтелекту, які створюють зображення, пишуть програмний код, складають електронні листи та навіть розробляють нові ліки, стають невіддільною частиною нашого життя. Зі зростанням попиту на них збільшуються й потреби в обчислювальній потужності, пам'яті та, відповідно, енергії. Це змушує науковців шукати способи зниження енергетичних витрат, пов'язаних з роботою ШІ, пише 24 Канал з посиланням на Nature.

У своїй статті дослідники з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі під керівництвом Айдогана Озкана описали розробку генератора зображень на основі штучного інтелекту, який практично не споживає енергії.

Традиційні генератори зображень використовують дифузійний процес. Спочатку вони навчаються на величезних наборах даних, багаторазово додаючи до зображень статистичний шум – своєрідний цифровий статичний розряд – доки зображення повністю не зникне. Коли користувач дає команду, наприклад, "створити зображення будинку", ШІ починає з екрана, заповненого цим шумом, і запускає зворотний процес, поступово видаляючи його, доки не з'явиться готове зображення. Для виконання масштабних завдань, як-от створення сотень мільйонів зображень, цей процес є повільним та надзвичайно енерговитратним.

Новий підхід, заснований на світлі, працює інакше. На першому етапі використовується цифровий кодер, навчений на загальнодоступних наборах даних, для створення початкового статистичного шуму, з якого формуватиметься зображення. Цей крок потребує невеликої кількості енергії. Далі рідкокристалічний екран, відомий як просторовий модулятор світла (SLM), переносить цей візерунок на лазерний промінь. Потім промінь проходить через другий, декодуючий SLM, який перетворює світловий візерунок на фінальне зображення.

На відміну від звичайного ШІ, що покладається на мільйони комп'ютерних обчислень, у цьому процесі всю основну роботу виконує світло. Завдяки цьому система майже не використовує енергії.

За словами провідного автора дослідження Шиці Чена, їхні оптичні генеративні моделі здатні синтезувати незліченну кількість зображень практично без обчислювальних потужностей, пропонуючи масштабовану та енергоефективну альтернативу цифровим моделям ШІ.

Дослідники протестували свою систему на різноманітних зображеннях, що використовуються для навчання ШІ, включно з фотографіями знаменитостей, метеликів, а також повноколірними картинами в стилі голландського художника Вінсента Ван Гога.

Порівняння традиційної технології генерування зображень та нової оптичної генеративної моделі / Фото Nature/Шичі Чен та інші

Результати виявилися порівнянними з тими, що демонструють традиційні генератори, але були створені з набагато меншими витратами енергії. Цей прорив має потенціал значно зменшити вуглецевий слід контенту, створеного за допомогою штучного інтелекту.

Технологія також може знайти застосування в багатьох інших сферах. Оскільки система дуже швидка і вимагає мінімум енергії, її можна використовувати для створення зображень і відео для дисплеїв віртуальної та доповненої реальності, а також для невеликих пристроїв, таких як смартфони або різна дрібна електроніка, яку ми носимо на тілі, наприклад, окуляри зі штучним інтелектом.