Los avances en la implementación de redes neuronales a través de superficies inteligentes reconfigurables (RIS) abren nuevas posibilidades en el procesamiento de datos inalámbrico. Un reciente estudio liderado por investigadores del Imperial College de Londres ha puesto de relieve el potencial de la computación sobre el aire (AirComp) para replicar capas totalmente conectadas (FC) sin necesidad del dominio digital convencional.
Utilizando las propiedades de superposición de la onda en canales de acceso múltiple, el enfoque AirComp permite realizar cálculos digitales mediante medios analógicos, acelerando el procesamiento y reduciendo la latencia. Los investigadores propusieron un sistema MIMO asistido por RIS capaz de emular el funcionamiento de una red neuronal (NN), denominándolo AirFC. Este sistema forma parte de una nueva arquitectura de NN basada en el dominio analógico, que emplea superficies inteligentes para ajustar el entorno de propagación inalámbrica y simular los pesos ajustables de una capa FC digital.
Las simulaciones realizadas demostraron que una configuración con múltiples RIS supera significativamente a una configuración de un solo RIS, especialmente en canales dominados por la línea de vista (LoS). Además, se presentan mejoras importantes en la precisión de clasificación al emplear la configuración multi-RIS, destacando su efectividad en condiciones de canal desafiantes.
Para resolver el problema de minimización de error de imitación entre un canal efectivo creado por RIS y una capa FC objetivo, se propuso un algoritmo de optimización alternante de muy baja complejidad, logrando soluciones semi-cerradas y cerradas para todas las variables de optimización. Las pruebas numéricas en conjuntos de datos como MNIST y Fashion-MNIST reafirmaron que una configuración multi-RIS mejora considerablemente el rendimiento en términos de error de imitación y precisión de clasificación.
En resumen, la utilización de superficies inteligentes reconfigurables para el procesamiento analógico abre un nuevo camino hacia arquitecturas eficientes en el uso de la energía y con menores latencias, adaptándose mejor a los desafíos dinámicos de los canales inalámbricos del futuro.