نجح فريق بحثي بقيادة الأستاذ المشارك تاكاشي إيكونو من جامعة طوكيو للعلوم في ابتكار مشبك اصطناعي قد يحدث ثورة في طريقة معالجة الذكاء الاصطناعي للمعلومات البصرية على أطراف الشبكات.
نُشرت 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 الاصطناعية البصرية الإلكترونية التقليدية التي تحتاج إلى مصادر طاقة خارجية، يولد هذا المشبك طاقته بنفسه عبر تحويل الطاقة الشمسية، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص 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. ويظهر الجهاز استجابات ثنائية القطب، حيث يولد جهداً كهربائياً موجباً عند تعرضه للضوء الأزرق وسالباً عند تعرضه للضوء الأحمر، مما يمكّنه من تنفيذ عمليات منطقية معقدة دون الحاجة إلى دوائر إضافية.
يقول الدكتور إيكونو: "نعتقد أن هذه التقنية ستساهم في تحقيق أنظمة رؤية آلية منخفضة الطاقة وقادرة على تمييز الألوان بمستوى قريب من العين البشرية". وقد استعرض الفريق قدرات الجهاز من خلال استخدامه في إطار حوسبة الخزان الفيزيائي للتعرف على حركات بشرية مختلفة مسجلة بألوان الأحمر والأخضر والأزرق، محققين دقة بلغت 82% عند تصنيف 18 مجموعة مختلفة من الألوان والحركات باستخدام جهاز واحد فقط.
تمتد آثار هذا البحث لتشمل العديد من الصناعات. ففي المركبات ذاتية القيادة، يمكن لهذه الأجهزة أن تتيح التعرف على إشارات المرور والعلامات والعوائق بكفاءة أعلى. وفي الرعاية الصحية، يمكن أن تدعم الأجهزة القابلة للارتداء لمراقبة المؤشرات الحيوية مثل مستويات الأكسجين في الدم مع استهلاك بطارية منخفض للغاية. أما في الإلكترونيات الاستهلاكية، فقد تؤدي هذه التقنية إلى هواتف ذكية ونظارات الواقع المعزز 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 الاصطناعي الذاتي الطاقة ضرورية لتمكين قدرات الذكاء الاصطناعي في البيئات محدودة الموارد.