«Микроволновый мозг» - новая разработка Корнеллского университета

Исследователи из Корнеллского университета анонсировали разработку низкопотребляющего микрочипа, получившего название «микроволновый мозг». Эта интегральная микроволновая нейронная сеть (MNN) впервые использует физику микроволн для одновременной обработки сверхбыстрых потоков данных и сигналов беспроводной связи. Детальное описание архитектуры было опубликовано в журнале Nature Electronics 14 августа 2025 года.

Ключевой характеристикой чипа является его высокая энергоэффективность: он потребляет менее 200 милливатт мощности, что значительно ниже показателей традиционных цифровых систем. Процессор способен выполнять вычисления в частотной области в режиме реального времени, что критически важно для таких задач, как декодирование радиосигналов, отслеживание целей радаром и цифровая обработка данных. Архитектура нейронной сети основана на использовании взаимосвязанных мод, генерируемых в настраиваемых волноводах, что позволяет ей распознавать паттерны и обучаться на данных за счет задействования аналогового и нелинейного поведения в микроволновом диапазоне.

В лабораторных испытаниях чип продемонстрировал точность классификации различных типов беспроводных сигналов на уровне 88% и выше, что сопоставимо с результатами цифровых нейронных сетей, но при значительно меньших затратах энергии и площади кристалла. Данная разработка, соруководителями которой выступили докторанты Бал Говинд и Максвелл Андерсон под руководством профессоров Алиссы Апсел и Питера МакМахона, использует вероятностный метод, позволяющий сохранять высокую точность без избытка схем и коррекции ошибок, присущих усложняющимся цифровым подходам.

Использование стандартных КМОП-технологий производства обеспечивает жизнеспособный путь к коммерческой масштабируемости решения. Потенциал технологии особенно велик для приложений граничных вычислений (edge computing), где требуется высокая скорость при минимальном энергопотреблении. Профессор Алисса Апсел отметила, что дальнейшее снижение энергопотребления может позволить внедрить чип непосредственно в носимые устройства, такие как смартфоны, для локального построения моделей без зависимости от облачных серверов. Исследования проводились в рамках инициативы, поддерживаемой Агентством перспективных исследовательских проектов Министерства обороны (DARPA) и Нанотехнологическим центром Корнелла.