نجح فريق بحثي بقيادة الأستاذ المشارك تاكاشي إيكونو من جامعة طوكيو للعلوم في تطوير مشبك عصبي اصطناعي ثوري يحاكي رؤية الإنسان للألوان مع استهلاك طاقة ضئيل للغاية، مما قد يحدث تحولًا في تطبيقات الذكاء الاصطناعي الطرفي.
تم عرض تفاصيل الجهاز في ورقة بحثية نُشرت في مجلة "ساينتيفيك ريبورتس" بتاريخ 12 مايو 2025، حيث يدمج نوعين مختلفين من الخلايا الشمسية الحساسة للأصباغ، تستجيب كل منهما لأطوال موجية مختلفة من الضوء. وعلى عكس الأنظمة التقليدية التي تتطلب مصدر طاقة خارجي، يقوم هذا المشبك العصبي الاصطناعي بتوليد الكهرباء ذاتيًا عبر تحويل الطاقة الشمسية، مما يجعله مثاليًا لتطبيقات الحوسبة الطرفية التي تتطلب كفاءة عالية في استهلاك الطاقة.
يستطيع المشبك تمييز الألوان عبر الطيف المرئي بدقة مذهلة تصل إلى 10 نانومتر، وهي دقة تقترب من قدرات العين البشرية. كما ينتج الجهاز أقطاب جهد كهربائي متعاكسة عند تعرضه لألوان ضوء مختلفة—موجبة للضوء الأزرق وسالبة للضوء الأحمر—مما يمكّنه من تنفيذ عمليات منطقية معقدة دون الحاجة إلى دوائر إلكترونية إضافية.
يقول الأستاذ إيكونو: "تُظهر النتائج إمكانات كبيرة لتطبيق هذا الجهاز البصري الإلكتروني من الجيل الجديد في أنظمة الذكاء الاصطناعي منخفضة الطاقة والمعتمدة على التعرف البصري". وعند اختباره ضمن إطار الحوسبة الخزنية، حقق النظام دقة بلغت 82% في تصنيف 18 تركيبة مختلفة من اللون والحركة باستخدام جهاز واحد فقط، مقارنةً بالحاجة إلى عدة فوتوديودات في الطرق التقليدية.
يمثل هذا الإنجاز حلًا لتحدٍ كبير في نشر أنظمة الرؤية المتقدمة في الأجهزة الطرفية، حيث كانت القيود المتعلقة بالطاقة والحوسبة تحد من الإمكانيات. ويمكن أن تتيح هذه التقنية معالجة بصرية أكثر كفاءة في الهواتف الذكية والطائرات بدون طيار والأجهزة الطبية القابلة للارتداء والمركبات ذاتية القيادة.
ويتوقع الباحثون تطبيقات واسعة النطاق لهذا الابتكار، بما في ذلك استخدامه كحساسات بصرية منخفضة الطاقة في الساعات الذكية والأجهزة الطبية المستقلة، مما قد يقلل التكاليف بشكل كبير مقارنة بالتقنيات الحالية. ومع تزايد أهمية رؤية الآلة في التقنيات الحديثة، يمثل هذا المشبك العصبي الذاتي خطوة كبيرة نحو توفير قدرات رؤية حاسوبية متقدمة للأجهزة اليومية مع الحد الأدنى من استهلاك الطاقة.