Rozwój generatywnej AI wiąże się z ogromnymi kosztami energetycznymi. Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles (UCLA) opracowali jednak przełomowy optyczny generator obrazów AI, który wykorzystuje światło zamiast tradycyjnych chipów.
Tradycyjne modele, wymagają milionów obliczeń i mocy setek procesorów graficznych, aby wygenerować obraz odpowiadający tekstowej komendzie użytkownika. Optyczny generator obrazów AI sprawia, że zapotrzebowanie na energię jest o wiele mniejsze.
W artykule
Jak działa optyczny generator obrazów AI oparty na świetle?
Klasyczne systemy, takie jak MidJourney czy DALL-E, opierają się na procesie zwanym dyfuzją. Model uczy się, jak „rozbijać” obrazy na cyfrowy szum, a następnie odtwarzać je krok po kroku. Gdy użytkownik wpisze prompt, AI rozpoczyna od przypadkowego szumu i usuwa go iteracyjnie, aż powstanie obraz. Proces jest skuteczny, ale wymaga setek, a czasem tysięcy kroków obliczeniowych, a to oznacza gigantyczne zużycie energii.
Optyczny generator obrazów AI stworzony przez badaczy z UCLA eliminuje ten problem. Ich system łączy komponent cyfrowy i optyczny. Najpierw enkoder cyfrowy tworzy matematyczny wzór, będący zapisem szumu. Wzór ten trafia na modulator światła przestrzennego (SLM) – ekran ciekłokrystaliczny, który „odciska” go na wiązce lasera. Następnie promień światła przechodzi przez drugi modulator pełniący rolę dekodera. W rezultacie obraz powstaje natychmiast, jest wyświetlany na ekranie i rejestrowany przez kamerę.
– W przeciwieństwie do cyfrowych modeli dyfuzyjnych, które wymagają setek lub tysięcy kroków, nasz system tworzy obraz w jednej chwili, bez dodatkowych obliczeń poza początkowym kodowaniem – tłumaczy Aydoğan Ozcan z UCLA.
Vincent van Gogh malowany fotonami
Aby przetestować nową metodę, badacze wykorzystali typowe zestawy danych używane w AI, takie jak cyfry odręczne czy elementy garderoby. System sprawdzono również w tworzeniu pełnokolorowych obrazów stylizowanych na twórczość Vincenta van Gogha. Rezultaty były porównywalne do prac konwencjonalnych generatorów obrazów.
Największe wrażenie robi jednak zużycie energii. Podczas gdy klasyczny model potrzebuje setek, a nawet tysięcy dżuli na jeden obraz optyczny generator obrazów AI pochłaniał zaledwie kilka milidżuli – milionową część tej wartości.
– To prawdopodobnie pierwszy przypadek, gdy optyczna sieć neuronowa nie jest tylko ciekawostką laboratoryjną, ale realnym narzędziem zdolnym do praktycznego zastosowania – komentuje Alexander Lvovsky z Uniwersytetu Oksfordzkiego.
Przeczytaj także: Absci łączy siły z Oracle i AMD, by usprawnić proces projektowania leków z wykorzystaniem AI
Dlaczego to takie ważne?
Generatywna AI rośnie w tempie lawinowym. W kwietniu 2025 roku OpenAI poinformowało, że ich nowy generator obrazów stworzył 700 milionów grafik w tydzień. Taka skala wymaga zarówno ogromnych zasobów energii, jak i chłodzenia wodą, co pogłębia problem środowiskowy.
Technologia z UCLA otwiera drogę do bardziej zrównoważonej przyszłości. Jej najważniejsze zalety to ekstremalna energooszczędność oraz szybkość działania. Poza tym ważne są kwestie bezpieczeństwa – unikalne wzory fazowe działają jak klucz i zamek, umożliwiając nowe formy szyfrowania i ochrony przed fałszerstwami. Co więcej, w przyszłości systemy optyczne mogą zostać zminiaturyzowane i zintegrowane w fotonicznych chipach.
Jakie są potencjalne zastosowania tej technologii?
Choć technologia jest jeszcze w fazie eksperymentalnej, jej potencjalne zastosowania są imponujące. Naukowcy wskazują, że optyczny generator obrazów AI może trafić do:
- okularów i urządzeń AR/VR, gdzie liczy się szybkość i niskie zużycie energii,
- medycyny, np. do obrazowania diagnostycznego,
- cyfrowego bezpieczeństwa, w systemach chroniących przed podrabianiem treści,
- centrów danych, które dzięki fotonice mogłyby drastycznie obniżyć swój ślad węglowy.
Przeczytaj także: Albania powołuje pierwszego w historii ministra AI. Diella ma walczyć z korupcją i wzmocnić drogę do UE
Optyczny generator obrazów AI – jak będzie wyglądał rozwój technologii?
Droga do komercjalizacji wciąż jest długa. Optyczne układy wymagają precyzyjnej kalibracji, a ich rozdzielczość zależy od jakości modulatorów. Zastosowanie w centrach danych wymagałoby miniaturyzacji i przekształcenia w stabilne chipy fotoniczne. Jednak badacze są przekonani, że to dopiero początek.
– Nasza praca pokazuje, że optyka może zostać wykorzystana do realizacji zadań generatywnej AI na dużą skalę – podsumowuje Ozcan.
Jeżeli uda się pokonać bariery techniczne, generatywna AI przyszłości może wyglądać zupełnie inaczej niż dziś. Zamiast energochłonnych GPU obrazy będą tworzone błyskawicznie, za pomocą fotonów. To krok nie tylko w stronę większej wydajności, lecz także zielonej, zrównoważonej sztucznej inteligencji.
Więcej o tej technologii można przeczytać na łamach „Nature”.
Porozmawiaj z nami o sztucznej inteligencji
Dołącz do grupy "AI Business" na Facebooku
Polecamy e-book o AI
AI w marketingu – jak zwiększyć sprzedaż i zaangażowanie klientów?
Test Turinga: Czy AI jest już inteligentniejsze od człowieka?