Изследователски екип, ръководен от доц. Такаши Икуно от Токийския университет по наука, създаде изкуствен синапс, който може да революционизира начина, по който машините възприемат света. Тяхната иновация, публикувана в Scientific Reports на 12 май 2025 г., имитира човешкото цветно зрение и елиминира нуждата от външни източници на енергия.
За разлика от традиционните системи за машинно зрение, които улавят и обработват всеки детайл и изискват значителна мощност и изчислителни ресурси, новото устройство работи по-скоро като човешкото око. Чрез интегриране на две различни слънчеви клетки, чувствителни към багрила, които реагират различно на различни дължини на вълната на светлината, изкуственият синапс генерира собствено електричество чрез преобразуване на слънчева енергия, като същевременно различава цветовете с изключителна точност.
Системата може да открива разлики в цветовете с резолюция от 10 нанометра в целия видим спектър — постижение, доближаващо се до възможностите на човешкото зрение. Освен това тя показва биполярни отговори, като генерира положително напрежение при синя светлина и отрицателно при червена, което ѝ позволява да изпълнява сложни логически операции, които обикновено изискват множество конвенционални устройства.
За да демонстрират реални приложения, изследователите използвали устройството в рамките на физическа резервоарна изчислителна система за разпознаване на различни човешки движения, записани в червено, зелено и синьо. Системата е постигнала впечатляваща точност от 82% при класифициране на 18 различни комбинации от цветове и движения, използвайки само едно устройство, вместо множество фотодиоди, необходими при конвенционалните системи.
Възможните приложения на това изследване обхващат множество индустрии. При автономните превозни средства тези устройства биха могли да осигурят по-ефективно разпознаване на светофари, пътни знаци и препятствия. В здравеопазването те могат да захранват носими устройства, които следят жизнени показатели с минимален разход на батерия. За потребителската електроника тази технология може да доведе до смартфони и AR/VR очила с драстично подобрен живот на батерията, като същевременно запазят усъвършенствани възможности за визуално разпознаване.
„Вярваме, че тази технология ще допринесе за реализирането на нискоенергийни системи за машинно зрение със способности за цветова дискриминация, близки до тези на човешкото око“, коментира д-р Икуно. Това постижение представлява значителна стъпка към въвеждането на ефективно компютърно зрение в крайни устройства, позволявайки на ежедневните ни технологии да виждат света по-скоро като нас.