نجح فريق بحثي بقيادة الأستاذ المشارك تاكاشي إيكونو من جامعة طوكيو للعلوم في ابتكار مشبك عصبي اصطناعي قد يحدث ثورة في طريقة معالجة الذكاء الاصطناعي للمعلومات البصرية على أطراف الشبكات.
ونُشرت تفاصيل هذا الإنجاز في مجلة Scientific Reports بتاريخ 12 مايو 2025، حيث يجمع الجهاز المبتكر بين نوعين مختلفين من الخلايا الشمسية الحساسة للأصباغ، والتي تستجيب بشكل مختلف لأطوال موجية متنوعة من الضوء. وعلى عكس المشابك العصبية الاصطناعية البصرية التقليدية التي تحتاج إلى مصادر طاقة خارجية، يولّد هذا المشبك طاقته عبر تحويل الطاقة الشمسية، مما يجعله مثالياً لتطبيقات الحوسبة الطرفية التي تتطلب كفاءة عالية في استهلاك الطاقة.
يستطيع النظام تمييز الألوان بدقة تصل إلى 10 نانومتر عبر الطيف المرئي، وهو مستوى قريب من قدرة العين البشرية على التمييز. ويتميز الجهاز باستجابة ثنائية القطب، حيث يولّد جهداً كهربائياً موجباً تحت الضوء الأزرق وسالباً تحت الضوء الأحمر، مما يتيح له تنفيذ عمليات منطقية معقدة دون الحاجة إلى دوائر إضافية.
يقول الدكتور إيكونو: "نعتقد أن هذه التقنية ستسهم في تحقيق أنظمة رؤية آلية منخفضة الطاقة وقادرة على تمييز الألوان بمستوى قريب من العين البشرية". وقد استعرض الفريق قدرات الجهاز من خلال استخدامه ضمن إطار الحوسبة الفيزيائية بالخزان للتعرف على حركات بشرية مختلفة تم تسجيلها بألوان الأحمر والأخضر والأزرق، وحقق دقة بلغت 82% عند تصنيف 18 تركيبة مختلفة من الألوان والحركات باستخدام جهاز واحد فقط.
وتتجاوز آثار هذا البحث المجال الأكاديمي لتشمل العديد من القطاعات الصناعية. ففي السيارات ذاتية القيادة، يمكن لهذه الأجهزة أن تتيح التعرف بكفاءة أكبر على إشارات المرور والعلامات والعوائق. وفي قطاع الرعاية الصحية، يمكن أن تغذي الأجهزة القابلة للارتداء لمراقبة المؤشرات الحيوية مثل مستويات الأكسجين في الدم مع استهلاك ضئيل للطاقة. أما في الإلكترونيات الاستهلاكية، فقد تُمكّن هذه التقنية من إنتاج هواتف ذكية ونظارات واقع معزز بعمر بطارية أطول بكثير مع الحفاظ على قدرات متقدمة في التعرف البصري.
ومع استمرار نمو الحوسبة الطرفية، حيث تتوقع شركة جارتنر أن تتم معالجة 75% من بيانات المؤسسات على الأطراف بحلول عام 2025، ستكون ابتكارات مثل هذا المشبك العصبي الاصطناعي ذاتي الطاقة ضرورية لتمكين قدرات الذكاء الاصطناعي في البيئات محدودة الموارد.