نجح فريق بحثي بقيادة الأستاذ المشارك تاكاشي إيكونو من جامعة طوكيو للعلوم في ابتكار تشابك اصطناعي ثوري يحاكي رؤية الألوان البشرية مع توليد الطاقة ذاتيًا. ونُشرت نتائج الدراسة في مجلة Scientific Reports بتاريخ 12 مايو 2025، حيث أظهرت كيف يمكن لهذه التقنية أن تحدث تحولًا في أنظمة رؤية الآلة ضمن الأجهزة محدودة الموارد.
على عكس الأنظمة البصرية الإلكترونية التقليدية التي تتطلب مصادر طاقة خارجية وموارد حوسبة كبيرة، يدمج هذا الجهاز الذاتي التشغيل نوعين مختلفين من الخلايا الشمسية الحساسة للأصباغ، والتي تستجيب بشكل فريد لأطوال موجية مختلفة من الضوء. ويظهر التشابك استجابات جهد ثنائية القطب — إيجابية للضوء الأزرق وسلبية للضوء الأحمر — مما يمكّنه من تمييز الألوان بدقة مذهلة تصل إلى 10 نانومتر عبر الطيف المرئي.
تتيح هذه الاستجابة المعتمدة على الطول الموجي للجهاز تنفيذ عمليات منطقية معقدة مثل AND وOR وXOR ضمن مكون واحد، مع تحقيق دقة ستة بتات و64 حالة مميزة. وعند اختبار النظام ضمن إطار الحوسبة بالخزان الفيزيائي، نجح في تصنيف الحركات البشرية المسجلة بألوان مختلفة بدقة بلغت 82% باستخدام تشابك واحد فقط، مقارنة بالحاجة إلى عدة ديودات ضوئية في الأساليب التقليدية.
ويشير الدكتور إيكونو: "تُظهر النتائج إمكانات كبيرة لتطبيق هذا الجهاز البصري الإلكتروني من الجيل القادم في أنظمة الذكاء الاصطناعي منخفضة الطاقة ذات القدرات البصرية". وتشمل تطبيقات التقنية العديد من القطاعات، بدءًا من المركبات ذاتية القيادة القادرة على التعرف بكفاءة على إشارات المرور مع توفير الطاقة، وصولًا إلى الأجهزة القابلة للارتداء في الرعاية الصحية التي تراقب المؤشرات الحيوية بأقل استهلاك للطاقة.
ومن خلال محاكاة طريقة التصفية الانتقائية في النظام البصري البشري بدلاً من معالجة كل التفاصيل، تمثل هذه الابتكارات خطوة مهمة نحو نقل قدرات رؤية الحاسوب المتقدمة إلى الأجهزة 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 رؤية العالم وفهمه بطريقة أقرب للبشر، ولكن باستهلاك طاقة أقل بكثير.