به گزارش خبرگزاری ایمنا و به نقل از ساینس دیلی، سیناپس مصنوعی جدیدی در دانشگاه علوم توکیو توسعه یافته که انرژیاش را از نور خورشید تأمین میکند و توانایی تشخیص رنگ دارد. این دستگاه با دقتی نزدیک به چشم انسان، امکان تمایز رنگها را با رزولوشن ۱۰ نانومتر در طول موج مرئی فراهم کرده است. ویژگی خودتأمینانرژی، کاربرد این سیناپس را در سیستم بینایی ماشینی با مصرف پایین انرژی معنیدار کرده است. چنین پیشرفتی میتواند نقش مهمی در توسعه حسگرهای نوری خودروهای خودران، دستگاههای پوشیدنی پزشکی و تجهیزات واقعیت افزوده داشته باشد. این فناوری نمونهای بارز از تلفیق نورخورشیدی و هوش مصنوعی برای تقویت بینایی ماشینی است.
سیناپس مصنوعی از ترکیب دو سلول خورشیدی رنگدیده (DSSC) طراحی شده است که نسبت به نور با طول موج متفاوت واکنش نشان میدهند؛ زیر نور آبی ولتاژ مثبت و تحت نور قرمز ولتاژ منفی تولید میکنند، این واکنش دو قطبی اجازه اجرای عملیات منطقی پیچیده را فراهم میآورد ( بدون نیاز به مدارهای جداگانه)، پژوهشی منتشرشده در مجله Scientific Reports گزارش داده این دستگاه قادر است ( تفکیک رنگها را در بازه نوری ۱۰ نانومتر انجام دهد، دقتی نزدیک به چشم انسان).
برای اثبات توان عملیاتی، دستگاه در چارچوب محاسبات مخزن فیزیکی (physical reservoir computing) برای تشخیص حرکت انسانها همراه با رنگ آزمایش شد. با دقت ۸۲ درصد، ۱۸ ترکیب رنگ و حرکت را با یک حسگر شناسایی کرد.
این «سیناپس مصنوعی» گامی مهم در توسعه سیستمهای بینایی ماشینی کممصرف است. با ویژگی خودتأمینانرژی از نور، برخلاف حسگرهای معمول که نیازمند مصرف بالای باتریاند، قابل نصب روی دستگاههای پوشیدنی و تجهیزات خودران با طول عمر طولانیتر است. پیامدهای استفاده از این دستگاه عبارتاد از:
- پیامد صنعتی: استفاده در خودروهای خودران برای شناسایی چراغها و علائم رانندگی با مصرف انرژی بسیار کم.
- پیامد پزشکی: دستگاههای پوشیدنی برای پایش ویژگیهای زیستی، مانند اشباع اکسیژن خون، بدون نیاز به شارژ مکرر.
- پیامد واقعیت افزوده / مجازی: ارتقا عمر باتری هدستهای AR/VR در عین حفظ کیفیت بینایی رنگی.
این فناوری به الگوریتمهای neuromorphic و سیگنالبندی نزدیک انسان افزوده و امکان طراحی حسگرهایی با عملکرد مشابه چشم را فراهم کرده است .
تاکاشی ایکونو، سرپرست این پژوهش، خاطرنشان کرده:
«این سامانه نشاندهنده پلتفرم نوری نسل بعد است که هم تفکیک رنگ با دقت بالا دارد و هم عملیات منطقی را انجام میدهد؛ مناسب سیستمهای AI کممصرف».
سیناپس مصنوعی خودتأمینانرژی با بهره از سلولهای خورشیدی رنگدیده، توانایی ایجاد انقلاب در حوزه بینایی ماشینی دارد. دقت ۱۰ نانومتری و واکنش بولار آن، همراه با مصرف انرژی پایین، این فناوری را به گزینهای مناسب برای خودرو خودران، دستگاههای پزشکی پوشیدنی و تجهیزات AR/VR بدل ساخته است، در آینده انتظار میرود پژوهشهای بیشتر با تمرکز بر ماندگاری سلولها و بهبود حساسیت سیستم، این فناوری را به مرحله تجاریسازی نزدیکتر کند. شایسته توصیه به مطالعه برای توسعه نمونههای تجاری و بررسی اثرات محیطی است.
نظر شما