Μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον αναπληρωτή καθηγητή Τακάσι Ικούνο από το Πανεπιστήμιο Επιστημών του Τόκιο δημιούργησε μια τεχνητή σύναψη που θα μπορούσε να φέρει επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο η τεχνητή νοημοσύνη επεξεργάζεται οπτικές πληροφορίες στα άκρα των δικτύων.
Η ανακάλυψη, που δημοσιεύτηκε στο Scientific Reports στις 12 Μαΐου 2025, συνδυάζει δύο διαφορετικά φωτοβολταϊκά κύτταρα ευαισθητοποιημένα με χρωστικές, τα οποία ανταποκρίνονται διαφορετικά σε διάφορα μήκη κύματος φωτός. Σε αντίθεση με τις συμβατικές οπτοηλεκτρονικές τεχνητές συνάψεις που απαιτούν εξωτερικές πηγές ενέργειας, αυτή η σύναψη παράγει ηλεκτρισμό μέσω μετατροπής ηλιακής ενέργειας, καθιστώντας την ιδιαίτερα κατάλληλη για εφαρμογές edge computing όπου η ενεργειακή απόδοση είναι κρίσιμη.
Το σύστημα μπορεί να διακρίνει χρώματα με ανάλυση 10 νανομέτρων σε όλο το ορατό φάσμα, προσεγγίζοντας το επίπεδο διάκρισης του ανθρώπινου ματιού. Παρουσιάζει διπολικές αποκρίσεις, παράγοντας θετική τάση υπό μπλε φως και αρνητική τάση υπό κόκκινο φως, επιτρέποντάς του να εκτελεί σύνθετες λογικές λειτουργίες χωρίς πρόσθετα κυκλώματα.
«Πιστεύουμε ότι αυτή η τεχνολογία θα συμβάλει στην υλοποίηση συστημάτων μηχανικής όρασης χαμηλής κατανάλωσης με δυνατότητες διάκρισης χρωμάτων παρόμοιες με αυτές του ανθρώπινου ματιού», σημειώνει ο Δρ. Ικούνο. Η ομάδα επέδειξε τις δυνατότητες της συσκευής χρησιμοποιώντας τη σε ένα φυσικό πλαίσιο υπολογιστικής δεξαμενής (reservoir computing) για την αναγνώριση διαφορετικών ανθρώπινων κινήσεων καταγεγραμμένων σε κόκκινο, πράσινο και μπλε, επιτυγχάνοντας εντυπωσιακή ακρίβεια 82% στην ταξινόμηση 18 διαφορετικών συνδυασμών χρωμάτων και κινήσεων με μία μόνο συσκευή.
Οι επιπτώσεις αυτής της έρευνας εκτείνονται σε πολλούς κλάδους. Στα αυτόνομα οχήματα, τέτοιες συσκευές θα μπορούσαν να επιτρέψουν πιο αποδοτική αναγνώριση φαναριών, σημάτων και εμποδίων. Στην υγεία, θα μπορούσαν να τροφοδοτήσουν φορετές συσκευές που παρακολουθούν ζωτικά σημεία, όπως τα επίπεδα οξυγόνου στο αίμα, με ελάχιστη κατανάλωση μπαταρίας. Για τα καταναλωτικά ηλεκτρονικά, αυτή η τεχνολογία θα μπορούσε να οδηγήσει σε smartphones και συσκευές επαυξημένης πραγματικότητας με δραματικά βελτιωμένη διάρκεια μπαταρίας, διατηρώντας παράλληλα προηγμένες δυνατότητες οπτικής αναγνώρισης.
Καθώς το edge computing συνεχίζει να αναπτύσσεται, με την Gartner να προβλέπει ότι το 75% των εταιρικών δεδομένων θα επεξεργάζεται στην περιφέρεια έως το 2025, καινοτομίες όπως αυτή η αυτοτροφοδοτούμενη τεχνητή σύναψη θα είναι καθοριστικές για την ενσωμάτωση δυνατοτήτων AI σε περιβάλλοντα με περιορισμένους πόρους.