Optiset neuroverkot - keinotekoisten hermoverkkojen toteuttaminen optisten järjestelmien muodossa. Yhdensuuntaisuuden varmistamiseksi digitaalisessa tietokoneessa monien elementtien on toimittava rinnakkain. Niiden viemä tila, kun otetaan huomioon elementin eristämiseen toisesta tarvittava tila, voi tulla niin suureksi, että piikiekkoon ei jää tilaa laskentapiireille. Samaan aikaan elementtien yhdistäminen valonsäteiden avulla ei vaadi eristystä signaalipolkujen välillä, valovirrat voivat kulkea toistensa läpi ilman keskinäistä vaikutusta. Lisäksi signalointireitit voidaan sijoittaa kolmeen ulottuvuuteen. Lähetysreittien tiheyttä rajoittavat vain valonlähteiden koko, niiden hajoaminen ja ilmaisimen koko. Lisäksi kaikki signaalitiet voivat toimia samanaikaisesti, mikä tarjoaa valtavan tiedonsiirtonopeuden. Tämän suunnan avulla voit kehittää yksittäisiä komponentteja, joita tarvitaan neurotietokoneen rakentamiseen .
Kun keinotekoisia hermoverkkoja simuloidaan digitaalisella tietokoneella , niiden luontainen rinnakkaisluonne menetetään; jokainen toimenpide on suoritettava peräkkäin. Huolimatta yksittäisten laskutoimitusten nopeasta suorittamisesta, matriisikertolaskujen suorittamiseen tarvittavien operaatioiden määrä voi kasvaa liian suureksi.
On ehdotettu erilaisia elektronioptisia laitteita, jotka toteuttavat todellisen rinnakkaisen matriisin kertolaskua [1] [2] [3] .
Holografiset korrelaattorit tallentavat referenssikuvia joko litteän tai volumetrinen hologrammin muodossa ja rekonstruoivat ne koherentissa valaistuksessa. Syöttökuva, joka voi olla kohinainen tai epätäydellinen, syötetään järjestelmään ja samalla korreloidaan optisesti kaikkien tallennettujen vertailukuvien kanssa. Nämä korrelaatiot käsitellään kynnysfunktiolla ja syötetään takaisin järjestelmän tuloon, jossa vahvimmat korrelaatiot vahvistavat tulokuvaa. Paranneltu kuva kulkee järjestelmän läpi toistuvasti ja vaihtuu jokaisella läpikäynnillä, kunnes järjestelmä vakiintuu haluttuun kuvaan.
Siten tällaiset laitteet ovat Hopfield-hermoverkon, Coscon hermoverkon ja monien muiden fyysisiä analogeja.
Nanofotoniikan kehittymisen myötä tuli mahdolliseksi käyttää bakteerirodopsiinia sisältäviä kalvoja päämateriaalina optisten hermoverkkojen valmistuksessa . Bakteriorodopsiiniproteiini on toiminnaltaan ja rakenteeltaan samanlainen kuin visuaalinen rodopsiini . Siten tälle pohjalle rakennettu keinotekoinen verkkokalvo vastaa parhaiten fysiologista prototyyppiä. Mutta bakteerirodopsiinin perusteella on mahdollista rakentaa paitsi keinotekoinen verkkokalvo, myös muodollinen neuroni . Tämä mahdollistaa periaatteessa kaikenlaisten nykyaikaisten keinotekoisten hermoverkkojen toteuttamisen, jotka perustuvat bakteerirodopsiiniproteiinia sisältäviin kalvoihin.
On huomattava, että bakteerirodopsiini ei ole ainoa tähän tarkoitukseen käytetty proteiini. Lupaava tutkimukselle on myös fotoaktiivinen keltainen proteiini PYP (photoactive yellow protein), reseptoriproteiini, jota löytyy esimerkiksi organismista Ectothiorhodopspira halophila [4] . Tämä proteiini tarjoaa bakteerien negatiivisen fototaksisen - paeta valolta.