Et forskerhold ledet af lektor Takashi Ikuno fra Tokyo University of Science har udviklet en revolutionerende, selvforsynende kunstig synapse, der efterligner menneskets farvesyn og kræver minimal energi. Dette kan potentielt transformere edge AI-applikationer.
Enheden, som er beskrevet i en artikel offentliggjort i Scientific Reports den 12. maj 2025, integrerer to forskellige farvestof-sensibiliserede solceller, der reagerer på forskellige bølgelængder af lys. I modsætning til konventionelle systemer, der kræver ekstern strøm, genererer denne kunstige synapse sin egen elektricitet via solenergi, hvilket gør den ideel til edge computing, hvor energieffektivitet er afgørende.
Synapsen kan skelne farver på tværs af det synlige spektrum med en bemærkelsesværdig opløsning på 10 nanometer, hvilket nærmer sig menneskets visuelle evner. Den producerer modsatte spændingspolariteter under forskelligt farvet lys—positiv for blå og negativ for rød—hvilket gør det muligt at udføre komplekse logiske operationer uden ekstra kredsløb.
"Resultaterne viser et stort potentiale for anvendelsen af denne næste generations optoelektroniske enhed i lavenergi AI-systemer med visuel genkendelse," forklarer professor Ikuno. Da systemet blev testet i en reservoir computing-ramme, opnåede det 82% nøjagtighed i klassificeringen af 18 forskellige farve-bevægelseskombinationer ved brug af blot én enhed, sammenlignet med de mange fotodioder, der kræves i traditionelle tilgange.
Dette gennembrud adresserer en væsentlig udfordring i udrulningen af avancerede visionssystemer i edge-enheder, hvor strøm- og regnekrafttraditionelt har begrænset mulighederne. Teknologien kan muliggøre mere effektiv visuel behandling i smartphones, droner, bærbare sundhedsenheder og autonome køretøjer.
Forskerne ser store anvendelsesmuligheder for deres innovation, blandt andet som lavenergi optiske sensorer i selvstændige smartwatches og medicinsk udstyr, hvilket potentielt kan reducere omkostningerne betydeligt sammenlignet med nuværende teknologier. I takt med at maskinsyn bliver stadig vigtigere for moderne teknologi, repræsenterer denne selvforsynende synapse et væsentligt skridt mod at bringe avancerede computer vision-evner til hverdagsenheder med minimale energikrav.