Μια ερευνητική ομάδα υπό την καθοδήγηση του Αναπληρωτή Καθηγητή Τακάσι Ικούνο από το Πανεπιστήμιο Επιστημών του Τόκιο ανέπτυξε μια επαναστατική αυτοτροφοδοτούμενη τεχνητή σύναψη που μιμείται την ανθρώπινη χρωματική όραση, απαιτώντας ελάχιστη ενέργεια και ενδεχομένως μεταμορφώνοντας τις εφαρμογές τεχνητής νοημοσύνης στην περιφέρεια.
Η συσκευή, όπως περιγράφεται σε δημοσίευση στο Scientific Reports στις 12 Μαΐου 2025, ενσωματώνει δύο διαφορετικές ηλιακές κυψέλες ευαισθητοποιημένες με χρωστικές που ανταποκρίνονται σε διάφορα μήκη κύματος φωτός. Σε αντίθεση με τα συμβατικά συστήματα που απαιτούν εξωτερική τροφοδοσία, αυτή η τεχνητή σύναψη παράγει τη δική της ηλεκτρική ενέργεια μέσω μετατροπής ηλιακής ενέργειας, καθιστώντας την ιδανική για εφαρμογές υπολογιστικής στην περιφέρεια όπου η ενεργειακή απόδοση είναι κρίσιμη.
Η σύναψη μπορεί να διακρίνει χρώματα σε όλο το ορατό φάσμα με εντυπωσιακή ανάλυση 10 νανομέτρων, προσεγγίζοντας τις ικανότητες της ανθρώπινης όρασης. Παράγει αντίθετες πολικότητες τάσης υπό διαφορετικό χρωματιστό φως—θετική για το μπλε και αρνητική για το κόκκινο—επιτρέποντάς της να εκτελεί πολύπλοκες λογικές λειτουργίες χωρίς πρόσθετα κυκλώματα.
"Τα αποτελέσματα δείχνουν μεγάλες δυνατότητες για την εφαρμογή αυτής της επόμενης γενιάς οπτοηλεκτρονικής συσκευής σε συστήματα τεχνητής νοημοσύνης χαμηλής κατανάλωσης με οπτική αναγνώριση," εξηγεί ο καθηγητής Ικούνο. Όταν δοκιμάστηκε σε πλαίσιο υπολογιστικής δεξαμενής (reservoir computing), το σύστημα πέτυχε ακρίβεια 82% στην ταξινόμηση 18 διαφορετικών συνδυασμών χρώματος-κίνησης χρησιμοποιώντας μόνο μία συσκευή, σε αντίθεση με τα πολλαπλά φωτοδιόδια που απαιτούνται στις παραδοσιακές προσεγγίσεις.
Αυτή η ανακάλυψη αντιμετωπίζει μια σημαντική πρόκληση στην ανάπτυξη προηγμένων συστημάτων όρασης σε συσκευές περιφέρειας, όπου οι περιορισμοί ισχύος και υπολογιστικής ικανότητας παραδοσιακά περιόριζαν τις δυνατότητες. Η τεχνολογία αυτή θα μπορούσε να επιτρέψει πιο αποδοτική οπτική επεξεργασία σε smartphones, drones, φορητές ιατρικές συσκευές και αυτόνομα οχήματα.
Οι ερευνητές οραματίζονται ευρεία εφαρμογή για την καινοτομία τους, συμπεριλαμβανομένης της χρήσης ως οπτικών αισθητήρων χαμηλής κατανάλωσης σε αυτόνομα smartwatches και ιατρικές συσκευές, με πιθανή σημαντική μείωση του κόστους σε σύγκριση με τις τρέχουσες τεχνολογίες. Καθώς η μηχανική όραση γίνεται όλο και πιο κρίσιμη για τις σύγχρονες τεχνολογίες, αυτή η αυτοτροφοδοτούμενη σύναψη αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό βήμα προς την ενσωμάτωση προηγμένων δυνατοτήτων υπολογιστικής όρασης σε καθημερινές συσκευές με ελάχιστες ενεργειακές απαιτήσεις.