نجح فريق بحثي بقيادة الأستاذ المشارك تاكاشي إيكونو من جامعة طوكيو للعلوم في تطوير تشابك عصبي اصطناعي ثوري يحاكي رؤية الألوان البشرية ويولد طاقته بنفسه. ونُشرت نتائج الدراسة في مجلة Scientific Reports بتاريخ 12 مايو 2025، حيث أوضحت كيف يمكن لهذه التقنية أن تحدث تحولاً في أنظمة الرؤية الآلية للأجهزة ذات الموارد المحدودة.
على عكس الأنظمة البصرية الإلكترونية التقليدية التي تتطلب مصادر طاقة خارجية وموارد حوسبة كبيرة، يدمج هذا الجهاز ذاتي التشغيل نوعين مختلفين من الخلايا الشمسية الحساسة للأصباغ والتي تستجيب بشكل فريد لأطوال موجية مختلفة من الضوء. ويُظهر التشابك العصبي استجابات جهد ثنائية القطب — موجبة للضوء الأزرق وسالبة للضوء الأحمر — مما يمكّنه من تمييز الألوان بدقة مذهلة تصل إلى 10 نانومتر عبر الطيف المرئي.
تتيح هذه الخاصية المرتبطة بطول الموجة للجهاز تنفيذ عمليات منطقية معقدة مثل AND وOR وXOR ضمن مكون واحد فقط، محققاً دقة ستة بت مع 64 حالة مميزة. وعند اختباره ضمن إطار الحوسبة الخزنية الفيزيائية، نجح النظام في تصنيف حركات بشرية مسجلة بألوان مختلفة بدقة بلغت 82% باستخدام تشابك عصبي واحد فقط، مقارنة بعدة فوتوديودات مطلوبة في الطرق التقليدية.
يقول الدكتور إيكونو: "تُظهر النتائج إمكانات كبيرة لتطبيق هذا الجهاز البصري الإلكتروني من الجيل الجديد في أنظمة الذكاء الاصطناعي منخفضة الطاقة ذات قدرات التعرف البصري". وتشمل تطبيقات هذه التقنية العديد من القطاعات، بدءاً من المركبات ذاتية القيادة التي يمكنها التعرف بكفاءة على إشارات المرور مع الحفاظ على عمر البطارية، وصولاً إلى الأجهزة القابلة للارتداء في مجال الرعاية الصحية والتي تراقب المؤشرات الحيوية باستهلاك طاقة منخفض للغاية.
ومن خلال محاكاة أسلوب النظام البصري البشري في التصفية الانتقائية بدلاً من معالجة كل التفاصيل، تمثل هذه الابتكارات خطوة كبيرة نحو توفير إمكانيات رؤية حاسوبية متقدمة للأجهزة الطرفية مثل الهواتف الذكية والطائرات بدون طيار وأنظمة الواقع المعزز/الافتراضي. ويتطلع الفريق البحثي إلى أن تسهم هذه التقنية في مستقبل تستطيع فيه الأجهزة اليومية الرؤية وتفسير العالم من حولها بطريقة أقرب للبشر ولكن باستهلاك طاقة أقل بكثير.