Due pannelli TFT/LCD allineati, un’interazione ottica controllata e un array di sensori formano una piattaforma riconfigurabile per codifica ternaria, aritmetica Modified Signed Digit, calcolo matrice-vettore e Hyperdimensional Computing.
Il valore della configurazione Dual Panel non sta nell’uso di un LCD come semplice dispositivo di visualizzazione. I pannelli sono impiegati come modulatori spaziali programmabili: codificano operandi, applicano stati ottici e producono un campo di uscita che viene letto localmente dal piano sensore.
La piattaforma integra quindi rappresentazione spaziale, fisica ottica, acquisizione distribuita e controllo digitale. Il controller può aggiornare le maschere dei pannelli, richiamare tabelle di calibrazione, pianificare sequenze multi-frame e classificare le misure provenienti dai sensori.
La descrizione Dual Panel TFT definisce l’architettura fisica e operativa: pannelli, polarizzazione, array di sensori, calibrazione, acquisizione e possibili applicazioni HDC e matriciali.
La pubblicazione sull’aritmetica MSD descrive invece il modello computazionale: la codifica nero–grigio–bianco, l’addizione tramite ricodifica locale a tre frame, la moltiplicazione con prodotti parziali ternari e l’estensione al prodotto matrice-vettore.
Una realizzazione di riferimento dispone gli elementi lungo il percorso ottico e associa a ogni zona del piano di uscita una lettura locale sul sensore.
Memorizza una prima configurazione spaziale: operando, matrice, maschera o stato di ricodifica.
Introduce il secondo operando, un vettore replicato, una trasformazione o una fase successiva della sequenza.
Misura il risultato in modo distribuito; non è un osservatore passivo ma parte della catena computazionale.
Le tre immagini documentano il percorso dalla configurazione teorica, alla realizzazione sperimentale, fino alla risposta ottica del pannello programmato.
La piattaforma può essere calibrata per distinguere tre regioni di luminanza robuste. La loro associazione con l’alfabeto bilanciato permette di mantenere lo stesso insieme di simboli negli operandi, negli stati intermedi e nei risultati.
Stato ottico a bassa trasmissione.
Stato centrale o neutro.
Stato ottico ad alta trasmissione.
d(x,y) = −1 se I(x,y) < τ₁ · 0 se τ₁ ≤ I(x,y) < τ₂ · +1 se I(x,y) ≥ τ₂
Le soglie τ₁ e τ₂ non sono universali: vengono determinate dalla calibrazione dei pannelli, dell’allineamento ottico e della risposta dell’array di sensori.
L’aritmetica Modified Signed Digit usa cifre ridondanti come −1, 0 e +1. La ridondanza permette di sostituire una lunga propagazione seriale del riporto con trasformazioni locali e ricodifiche limitate al vicinato di ciascuna cifra.
La piattaforma Dual Panel non “fa aritmetica da sola”: la componente aritmetica è definita dalle regole MSD e dalle LUT del controllore. Il sistema ottico fornisce il piano fisico spazialmente parallelo sul quale gli stati ternari sono rappresentati, trasformati e letti.
X = Σ dₖ 2ᵏ, con dₖ ∈ {−1, 0, +1}
Le coppie di cifre locali sono convertite in uno stato intermedio attraverso una LUT e uno specifico stato dei pannelli.
Il pattern intermedio viene trasformato in parallelo applicando la seconda regola di ricodifica.
Il risultato torna nell’alfabeto canonico nero–grigio–bianco, equivalente a −1, 0 e +1.
Per cifre ternarie bilanciate, il prodotto locale rimane nell’insieme {−1, 0, +1}. La moltiplicazione è quindi trattabile come generazione di prodotti parziali seguita da accumulazione MSD.
Nel caso matrice-vettore, Panel A può ospitare i coefficienti della matrice mentre Panel B applica, replica o temporalizza le componenti del vettore. L’array di sensori legge i prodotti locali e il backend accumula i contributi per riga.
y = Ax, yᵢ = Σ aᵢⱼxⱼ
Le componenti di un ipervettore possono essere mappate su celle ottiche allineate. Questa corrispondenza rende naturale applicare il parallelismo spaziale alle operazioni HDC basate su prodotti elemento per elemento, somme distribuite e punteggi di similarità.
La documentazione è composta da due testi complementari: uno descrive la piattaforma Dual Panel TFT con array di sensori; l’altro formalizza l’aritmetica MSD ternaria e il suo uso per addizione, moltiplicazione e matrice-vettore.