Výzkumný tým vedený docentem Takashim Ikunem z Tokijské univerzity vědy vytvořil revoluční umělou synapsi, která napodobuje lidské barevné vidění a zároveň si sama vyrábí energii. Studie, publikovaná 12. května 2025 v časopise Scientific Reports, ukazuje, jak by tato technologie mohla proměnit systémy strojového vidění v zařízeních s omezenými zdroji.
Na rozdíl od běžných optoelektronických systémů, které vyžadují externí napájení a značné výpočetní zdroje, toto samočinně napájené zařízení integruje dva různé barvivem senzibilizované solární články, které na různé vlnové délky světla reagují odlišně. Synapse vykazuje bipolární napěťové odezvy – kladné pro modré světlo a záporné pro červené – což jí umožňuje rozlišovat barvy s pozoruhodným rozlišením 10 nanometrů v celém viditelném spektru.
Toto chování závislé na vlnové délce umožňuje zařízení provádět složité logické operace, včetně AND, OR a XOR, v rámci jediného prvku, přičemž dosahuje šestibitového rozlišení se 64 různými stavy. Při testování v rámci fyzického rezervoárového výpočetního modelu systém úspěšně klasifikoval lidské pohyby zaznamenané v různých barvách s působivou přesností 82 % pouze za použití jediné synapse, zatímco tradiční přístupy vyžadují více fotodiod.
„Výsledky ukazují velký potenciál pro využití tohoto nové generace optoelektronického zařízení v nízkoenergetických systémech umělé inteligence s vizuálním rozpoznáváním,“ uvádí Dr. Ikuno. Aplikace této technologie sahají napříč mnoha odvětvími – od autonomních vozidel, která mohou efektivně rozpoznávat dopravní signály při úspoře baterie, až po zdravotnické nositelné zařízení monitorující životní funkce s minimální spotřebou energie.
Napodobováním selektivního filtrovacího přístupu lidského vizuálního systému, místo zpracování každého detailu, představuje tato inovace významný krok k přenesení sofistikovaných schopností počítačového vidění do edge zařízení, jako jsou chytré telefony, drony či AR/VR systémy. Výzkumný tým si představuje, že tato technologie přispěje k budoucnosti, kde běžná zařízení budou schopna vidět a interpretovat svět podobně jako lidé, ale s mnohem nižší spotřebou energie.