Изследователски екип, ръководен от доц. Такаши Икуно от Токийския университет на науките, създаде революционен изкуствен синапс, който имитира човешкото цветно зрение и генерира собствена енергия. Публикувано в Scientific Reports на 12 май 2025 г., изследването показва как тази технология може да преобрази системите за машинно зрение при устройства с ограничени ресурси.
За разлика от конвенционалните оптоелектронни системи, които изискват външно захранване и значителни изчислителни ресурси, това самозахранващо се устройство интегрира два различни типа слънчеви клетки, чувствителни към багрила, които реагират по уникален начин на различни дължини на вълната на светлината. Синапсът проявява биполярни волтажни отговори — положителни за синя светлина и отрицателни за червена — което му позволява да различава цветове с впечатляваща резолюция от 10 нанометра в целия видим спектър.
Това поведение, зависещо от дължината на вълната, позволява на устройството да изпълнява сложни логически операции като AND, OR и XOR в един-единствен компонент, постигайки 6-битова резолюция с 64 различни състояния. При тестове в рамките на физическа резервоарна изчислителна архитектура, системата успешно класифицира човешки движения, записани в различни цветове, с впечатляваща точност от 82% само с един синапс, за разлика от необходимостта от множество фотодиоди при традиционните подходи.
„Резултатите показват голям потенциал за приложение на това ново поколение оптоелектронно устройство в нискоенергийни AI системи с визуално разпознаване“, отбелязва д-р Икуно. Приложенията на технологията обхващат множество индустрии — от автономни превозни средства, които ефективно разпознават пътни сигнали при минимален разход на батерия, до носими медицински устройства, следящи жизнени показатели с минимална консумация на енергия.
Чрез имитация на селективния филтриращ подход на човешката зрителна система, вместо обработка на всеки детайл, тази иновация представлява значителна крачка към внедряване на усъвършенствани възможности за компютърно зрение в edge устройства като смартфони, дронове и AR/VR системи. Изследователският екип си представя бъдеще, в което ежедневните устройства ще могат да виждат и интерпретират света по-скоро като хората, но с много по-ниска енергийна консумация.