Výzkumný tým vedený docentem Takashim Ikunem z Tokijské univerzity vědy vytvořil umělou synapsi, která by mohla zásadně změnit způsob, jakým stroje vnímají svět. Jejich inovace, publikovaná 12. května 2025 v časopise Scientific Reports, napodobuje lidské barevné vidění a zároveň eliminuje potřebu externího napájení.
Na rozdíl od běžných systémů strojového vidění, které zachycují a zpracovávají každý detail a vyžadují značné množství energie a výpočetních prostředků, toto nové zařízení funguje podobně jako lidské oko. Integrací dvou různých barvivem senzibilizovaných solárních článků, které reagují odlišně na různé vlnové délky světla, umělá synapse vyrábí elektřinu prostřednictvím solární konverze a zároveň rozlišuje barvy s pozoruhodnou přesností.
Systém dokáže detekovat rozdíly v barvách s rozlišením 10 nanometrů v celém viditelném spektru – což se blíží schopnostem lidského zraku. Zároveň vykazuje bipolární odezvy: při modrém světle generuje kladné napětí, při červeném záporné. Díky tomu dokáže provádět složité logické operace, které by jinak vyžadovaly více běžných zařízení.
Pro demonstraci reálných aplikací použili vědci své zařízení v rámci fyzického rezervoárového výpočtu k rozpoznávání různých lidských pohybů zaznamenaných v červené, zelené a modré barvě. Systém dosáhl působivé 82% přesnosti při klasifikaci 18 různých kombinací barev a pohybů, a to pouze s jedním zařízením – na rozdíl od více fotodiod potřebných v běžných systémech.
Dopady tohoto výzkumu přesahují do mnoha odvětví. V autonomních vozidlech by tato zařízení mohla umožnit efektivnější rozpoznávání semaforů, dopravních značek a překážek. Ve zdravotnictví by mohla napájet nositelná zařízení sledující životní funkce s minimální spotřebou baterie. U spotřební elektroniky by tato technologie mohla vést ke smartphonům a AR/VR headsetům s dramaticky prodlouženou výdrží baterie při zachování pokročilých schopností vizuálního rozpoznávání.
„Věříme, že tato technologie přispěje k realizaci nízkoenergetických systémů strojového vidění se schopností rozlišovat barvy blízkou lidskému oku,“ uvedl Dr. Ikuno. Tento průlom představuje významný krok k efektivnímu počítačovému vidění v okrajových zařízeních a umožní, aby naše každodenní technologie viděly svět podobně jako my.