Искусственный интеллект научился создавать изображения почти без затрат энергии
Ученые разработали технологию, которая может кардинально изменить генеративный искусственный интеллект. В журнале Nature опубликовано исследование команды Айдогана Озкана из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе о генераторе изображений, работающем практически без электроэнергии.
Современные генеративные модели, особенно те, которые работают по принципу диффузии, действительно потребляют много энергии. Например:
-
Обучение крупной модели вроде DALL·E 2 или Stable Diffusion на больших наборах данных может потреблять десятки тысяч киловатт-часов (кВт·ч). Для сравнения, средняя семья за год тратит примерно 3–10 тысяч кВт·ч на электричество дома. То есть на обучение одной модели уходит электроэнергии, сопоставимой с годовым потреблением нескольких домов.
-
Генерация одного изображения тоже не бесплатна. На обычных видеокартах (GPU) один полноценный шаг диффузии может потреблять десятки ватт-часов, а если модель делает 1000 шагов — это уже сотни ватт-часов на одно изображение, что эквивалентно, например, работе электрочайника 1–2 часа.
Слева обычная генеративная модель ИИ, справа новая созданная модель.
Новый подход использует свет вместо компьютера. Сначала цифровой кодер создает «шумовую схему», которая почти не потребляет энергию. Затем пространственный модулятор света (SLM) «печатает» этот узор на лазерный луч. Луч проходит через второй SLM, который преобразует световой рисунок в полноценное изображение. По сути, вся тяжелая работа выполняется лазером, а не процессором.
«Наши оптические генеративные модели могут синтезировать бесчисленное количество изображений практически без вычислительной мощности, предлагая масштабируемую и энергоэффективную альтернативу цифровым моделям искусственного интеллекта», — отметил ведущий автор исследования Шици Чен.
В тестах новая система создавала изображения знаменитостей, бабочек и картин в стиле Ван Гога. Качество оказалось сопоставимым с обычными генераторами, но энергозатраты были минимальными.
b. Фотография экспериментальной установки. На фото показан реальный аппарат оптической генеративной модели, который использует свет для создания изображений.
Технология также подходит для различных применений. Благодаря высокой скорости и низкому потреблению энергии ее можно использовать в виртуальной и дополненной реальности, а также в небольших устройствах вроде смартфонов и носимых гаджетов, включая очки с ИИ. Ученые отмечают, что световые алгоритмы могут сочетать скорость, энергоэффективность и высокое качество изображений. Это может стать началом эпохи безопасного для экологии и более дешевого искусственного интеллекта.
