نجح فريق بحثي بقيادة الأستاذ المشارك تاكاشي إيكونو من جامعة طوكيو للعلوم في تطوير مشبك عصبي اصطناعي ثوري يحاكي رؤية الألوان لدى الإنسان مع استهلاك طاقة ضئيل للغاية، مما قد يحدث تحولًا في تطبيقات الذكاء الاصطناعي الطرفي.
الجهاز، الذي تم تفصيله في ورقة بحثية نُشرت في مجلة Scientific Reports بتاريخ 12 مايو 2025، يدمج نوعين مختلفين من الخلايا الشمسية الحساسة للأصباغ تستجيب لأطوال موجية متنوعة من الضوء. وعلى عكس الأنظمة التقليدية التي تتطلب مصدر طاقة خارجي، يولد هذا المشبك العصبي الكهرباء ذاتيًا من خلال تحويل الطاقة الشمسية، مما يجعله مثاليًا لتطبيقات الحوسبة الطرفية حيث تعتبر كفاءة الطاقة أمرًا بالغ الأهمية.
يستطيع المشبك العصبي تمييز الألوان عبر الطيف المرئي بدقة مذهلة تصل إلى 10 نانومتر، وهي دقة تقترب من قدرات الرؤية البشرية. كما ينتج الجهاز أقطاب جهد كهربائي متعاكسة تحت أضواء ملونة 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 إمكانيات كبيرة لتطبيق هذا الجهاز البصري الإلكتروني من الجيل القادم في أنظمة الذكاء الاصطناعي منخفضة الطاقة ذات قدرات التعرف البصري". وعند اختبار النظام في إطار الحوسبة الخزنية، حقق دقة بلغت 82% في تصنيف 18 تركيبة مختلفة من اللون والحركة باستخدام جهاز واحد فقط، مقارنةً بعدة فوتوديودات مطلوبة في الطرق التقليدية.
يعالج هذا الإنجاز تحديًا كبيرًا في نشر أنظمة الرؤية المتقدمة في الأجهزة الطرفية، حيث كانت القيود المتعلقة بالطاقة والحوسبة تحد من الإمكانيات سابقًا. ويمكن أن تُمكّن هذه التقنية من معالجة بصرية أكثر كفاءة في الهواتف الذكية والطائرات بدون طيار والأجهزة الصحية القابلة للارتداء والمركبات الذاتية القيادة.
ويتطلع الباحثون إلى 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 متطلبات طاقة ضئيلة.