Et forskerhold ledet af lektor Takashi Ikuno fra Tokyo University of Science har skabt en revolutionerende kunstig synapse, der efterligner menneskets farvesyn og samtidig genererer sin egen strøm. Studiet, der blev offentliggjort i Scientific Reports den 12. maj 2025, demonstrerer, hvordan denne teknologi kan forvandle maskinvisionssystemer i enheder med begrænsede ressourcer.
I modsætning til traditionelle optoelektroniske systemer, der kræver eksterne strømkilder og betydelige computerressourcer, integrerer denne selvforsynende enhed to forskellige farvestof-sensibiliserede solceller, som reagerer unikt på forskellige bølgelængder af lys. Synapsen udviser bipolare spændingsresponser—positive for blåt lys og negative for rødt lys—hvilket gør det muligt at skelne farver med en bemærkelsesværdig opløsning på 10 nanometer over det synlige spektrum.
Denne bølgelængdeafhængige adfærd gør det muligt for enheden at udføre komplekse logiske operationer såsom AND, OR og XOR inden for en enkelt komponent og opnå seks-bit opløsning med 64 forskellige tilstande. Da systemet blev testet i en fysisk reservoir computing-ramme, lykkedes det at klassificere menneskelige bevægelser optaget i forskellige farver med en imponerende nøjagtighed på 82 % ved brug af blot én synapse, sammenlignet med de mange fotodioder, der kræves i traditionelle metoder.
"Resultaterne viser et stort potentiale for anvendelsen af denne næste generations optoelektroniske enhed i lavenergi kunstig intelligens-systemer med visuel genkendelse," bemærker Dr. Ikuno. Teknologiens anvendelsesmuligheder spænder over flere brancher, fra autonome køretøjer, der effektivt kan genkende trafiksignaler og samtidig spare på batteriet, til sundhedsbærbare enheder, der overvåger vitale tegn med minimalt energiforbrug.
Ved at efterligne det menneskelige synssystems selektive filtreringsmetode, frem for at bearbejde alle detaljer, repræsenterer denne innovation et væsentligt skridt mod at bringe avancerede computervisionsfunktioner til edge-enheder som smartphones, droner og AR/VR-systemer. Forskerholdet forestiller sig, at teknologien vil bidrage til en fremtid, hvor hverdagens enheder kan se og fortolke verden mere som mennesker—men med langt mindre energiforbrug.