دو عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی شریف موفق به ثبت دومین اختراع خود با عنوان “پردازنده نوری قابل تنظیم” در سیستم پتنت آمریکا «USPTO»، مشهورترین سیستم ثبت اختراع در جهان شدند.
زهرا کاوه‌وش دانشیار دانشکده مهندسی برق با همکاری سمیه کوهی دانشیار دانشکده مهندسی کامپیوتر و حسین باباشاه دانشجوی مقطع کارشناسی ارشد دانشکده مهندسی برق، موفق به ثبت اختراعی با عنوان “پردازنده نوری قابل تنظیم” در دفتر ثبت اختراعات و علایم تجاری آمریکا «USPTO» ثبت شدند.
کاوه‌وش در این باره گفت: به‌منظور پردازش به هنگامِ پالس‌های زمانی عبوری از یک سیستم مخابرات نوری، عملیات ریاضی موردنظر بهتر است در حوزه زمان انجام گیرد. لذا ساختار مدار فوتونیک چاپی موردنظر باید عملیات ریاضی همچون کانولوشن با یک تابع دلخواه را در حوزه زمان انجام دهد. ازاین‌رو پردازش نوری سیگنال در حوزه زمان کاربردهای زیادی در مخابرات نوری و طیف‌سنجی زمان واقعی دارد.
این محقق دانشگاه شریف افزود: یکی از مهم‌ترین ویژگی‌ها در پردازش سیگنال دیجیتال سرعت پردازش است که عمدتاً توسط نرخ نمونه‌برداری الکترونیکی محدود می‌شود. در یک شبکه نوری نیز پردازش سیگنال نیازمند نمونه‌برداری الکترونیکی و همچنین تبدیل نوری به الکتریکی و تبدیل الکتریکی به نوری است. به‌عنوان یک رویکرد، در یک شبکه نوری برای دستیابی به قابلیت پردازش سیگنال با سرعت‌بالا و توان کارآمد، می‌توان واحد پردازش سیگنال را مستقیم در حوزه نوری با استفاده از یک پردازنده سیگنال فوتونی به‌منظور جلوگیری از نیاز به نمونه‌برداری الکترونیکی انجام داد.
وی ادامه داد: پردازنده‌های سیگنال فوتونیک بر اساس المان‌های گسسته، معمولاً دارای توانایی پردازش خوبی هستند، اما حجیم‌تر بوده و دارای مصرف توان ناکارآمدتری هستند. از سوی دیگر، اگرچه پردازنده‌های نوری زیادی تا به امروز پیشنهاد شده‌اند، اما آن‌ها معمولاً از پیکربندی محدود رنج می‌برند. پیکربندی محدود بدان معناست که پردازنده نوری ما تنها قادر است یک یا تعداد کمی عملیات مختلف انجام دهد.
کاوه‌وش گفت: پیکربندی نامحدود از آن حیث دارای اهمیت است که بخواهیم یک پردازنده تمام منظوره داشته باشیم و اهمیت آن زمانی فزون می‌شود که این پردازنده بخواهد در مقیاس بالا ساخته شود. این در حالی است که یک پردازنده سیگنال مجتمع فوتونیک دارای ابعاد بسیار کوچک‌تر و توان کارآمدتر است. در مقابل، در راستای پردازش همه منظوره سیگنال فوتونیک، پردازشگر باید دارای توانایی انجام عملیات مختلف باقابلیت بازپیکربندی بالا باشد.
دانشیار دانشکده مهندسی برق درباره مزایا و و ویژگی‌های این اختراع افزود: به‌منظور مقابله با محدودیت‌های فوق، در این اختراع یک ساختار محاسباتی نوری زمانی همه منظوره باقابلیت بازپیکربندی بالا پیشنهاد می‌شود که می‌تواند در یک سیستم فوتونیک یکپارچه پیاده‌سازی شود. ساختار پیشنهادی که دارای اندازه بسیار کوچک است، به‌طور بالقوه امکان معماری مدار مجتمع در حجم بسیار کوچک را فراهم می‌کند، درحالی‌که توانایی دست‌کاری و پردازش کنترل‌شده‌ی سیگنال ورودی را نیز دارد.
سیستم پتنت آمریکا «USPTO» مشهورترین سیستم ثبت اختراع در جهان است. بازار بسیار بزرگ، فعالیت و حضور گسترده برخی از بزرگترین شرکت‌های فناور در این کشور، توسعه و تجاری‌سازی آخرین فناوری‌های نوظهور در اکوسیستم‌هایی مانند دره سیلیکون و … موجب شده است تا یک «US» پتنت، به عنوان دارایی بسیار ارزشمندی برای مراکز تحقیقاتی دانشگاهی و شرکت‌های مختلف آمریکایی و به طور کلی سراسر دنیا محسوب شود.
پیش از این نیز، در راستای دستیابی به پردازشگر نوری داده‌های حجیم، اختراع دیگری توسط گروه پژوهشی مشترکی از دانشکده مهندسی کامپیوتر و دانشکده مهندسی برق، به سرپرستی سمیه کوهی و زهرا کاوه‌وش با عنوان “کشف جهش‌ها به صورت نوری در یک رشته دی‌ان‌ای” در دفتر ثبت اختراعات و علائم تجاری آمریکا «USPTO» ثبت شده است.